Réalisé en cotutelle avec le laboratoire M2S de Rennes 2 / Cette thèse s’intéresse à définir de nouvelles méthodes cliniques d’investigation permettant de juger de l’impact de l’avance en âge sur la motricité. En particulier, cette thèse se focalise sur deux principales perturbations possibles lors de l’avance en âge : la chute et l’altération de la marche.Ces deux perturbations motrices restent encore mal connues et leur analyse en clinique pose de véritables défis technologiques et scientifiques. Dans cette thèse, nous proposons des méthodes originales de détection qui peuvent être utilisées dans la vie courante ou en clinique, avec un minimum de contraintes techniques. Dans une première partie, nous abordons le problème de la détection de la chute à domicile, qui a été largement traité dans les années précédentes. En particulier, nous proposons une approche permettant d’exploiter le volume du sujet, reconstruit à partir de plusieurs caméras calibrées. Ces méthodes sont généralement très sensibles aux occultations qui interviennent inévitablement dans le domicile et nous proposons donc une approche originale beaucoup plus robuste à ces occultations. L’efficacité et le fonctionnement en temps réel ont été validés sur plus d’une vingtaine de vidéos de chutes et de leurres, avec des résultats approchant les 100% de sensibilité et de spécificité en utilisant 4 caméras ou plus. Dans une deuxième partie, nous allons un peu plus loin dans l’exploitation des volumes reconstruits d’une personne, lors d’une tâche motrice particulière : la marche sur tapis roulant, dans un cadre de diagnostic clinique. Dans cette partie, nous analysons plus particulièrement la qualité de la marche. Pour cela nous développons le concept d’utilisation de caméras de profondeur pour la quantification de l’asymétrie spatiale au cours du mouvement des membres inférieurs pendant la marche. Après avoir détecté chaque pas dans le temps, cette méthode réalise une comparaison de surfaces de chaque jambe avec sa correspondante symétrique du pas opposé. La validation effectuée sur une cohorte de 20 sujets montre la viabilité de la démarche. / This thesis is concerned with defining new clinical investigation method to assess the impact of ageing on motricity. In particular, this thesis focuses on two main possible disturbance during ageing : the fall and walk impairment. This two motricity disturbances still remain unclear and their clinical analysis presents real scientist and technological challenges. In this thesis, we propose novel measuring methods usable in everyday life or in the walking clinic, with a minimum of technical constraints. In the first part, we address the problem of fall detection at home, which was widely discussed in previous years. In particular, we propose an approach to exploit the subject’s volume, reconstructed from multiple calibrated cameras. These methods are generally very sensitive to occlusions that inevitably occur in the home and we therefore propose an original approach much more robust to these occultations. The efficiency and real-time operation has been validated on more than two dozen videos of falls and lures, with results approaching 100 % sensitivity and specificity with at least four or more cameras. In the second part, we go a little further in the exploitation of reconstructed volumes of a person at a particular motor task : the treadmill, in a clinical diagnostic. In this section we analyze more specifically the quality of walking. For this we develop the concept of using depth camera for the quantification of the spatial and temporal asymmetry of lower limb movement during walking. After detecting each step in time, this method makes a comparison of surfaces of each leg with its corresponding symmetric leg in the opposite step. The validation performed on a cohort of 20 subjects showed the viability of the approach.

Le risque de chute est une problématique bien présente chez les personnes âgées ou ayant une atteinte neurologique et reflète un déficit des mécanismes neuronaux assurant l’équilibre. De précédentes études démontrent que l’intégration des informations sensorielles est essentielle au contrôle de l’équilibre et que l’inhibition présynaptique (IP) serait un mécanisme important dans le contrôle de la transmission sensorielle. Ainsi, le but de cette étude était d’identifier la contribution du mécanisme d’IP à l’induction de réponses posturales efficaces suite à une perturbation d’équilibre. Notre hypothèse est qu’une diminution d’IP contribuerait à l’induction des ces réponses, en augmentant l’influence de la rétroaction sensorielle sur les réseaux de neurones spinaux. Afin de démontrer cette hypothèse, nous avons d’abord évalué l’excitabilité spinale pendant les perturbations vers l’avant ou vers l’arrière, à l’aide du réflexe H. L’excitabilité spinale était modulée selon la direction de la perturbation et cette modulation survenait dès 75 ou 100 ms (p<0.05), soit avant l’induction des réactions posturales. Puis, à l’aide de techniques plus précises de convergence spinale, nous avons démontré que l’IP était diminuée dès 75 et 100 ms dans les deux directions, suggérant que la transmission des informations sensorielles vers la moelle épinière est accrue juste avant le déclenchement de la réponse posturale. Cette étude met en évidence un mécanisme-clé permettant d’augmenter la rétroaction des informations sensorielles nécessaires à l’induction de réponses posturales appropriées. L’évaluation de ce mécanisme pourrait mener à une meilleure identification des individus à risque de chute. / Falls are a significant problem among the elderly or persons with a neurological impairment, and reflect a deficit in the nervous mechanisms underlying postural control. Previous research shows that the integration of sensory feedback is a crucial component of postural control and that presynaptic inhibition (PSI) plays an important role in controlling the sensory processing of information. The aim of this study was to identify the contribution of PSI to the induction of effective postural responses following an unexpected balance perturbation. We hypothesized that a decrease in PSI would contribute to the induction of these responses by increasing the influence of sensory feedback onto spinal networks during the perturbation. First we assessed the level of spinal excitability during perturbations, using the soleus H-reflex. Results show that spinal excitability is modulated according to the direction of the perturbation (forward and backward tilts) and that this modulation occurs 75 and 100 ms after tilt-onset in all subjects (p<0.05). To further estimate changes in PSI, spatial facilitation techniques were used. PSI was shown to decrease in both perturbation directions shortly after tilt onset at 75 and 100 ms (p<0.05), suggesting an increase in sensory transmission in the spinal cord. These observations suggest that sensory feedback is critical for the induction of effective postural responses and that impaired sensory transmission or integration, due to CNS lesions or ageing, may lead to certain balance deficits. Identifying patients with such impairments may improve fall risk-assessment and prevention.

Un nouvel contexte de sécurité en Europe a fait place à l’ère bipolaire au cours des années 1990. La chute du communisme découvre une Europe scindée entre les pays occidentaux et les pays de l’Europe orientale, une région positionnée au carrefour des civilisations, tributaire encore aux défis, dangers et risques qui accompagnent la chute de l’empire soviétique. Au début des années 1990, un nouveau paradigme de sécurité, surnommé le « paradigme de sécurité gelé » remplace l’ancien paradigme de la bipolarité, spécifique à la guerre froide. Le manque de coopération entre les pays de la région devient la principale caractéristique de l’époque, au début et lors du moment unipolaire. Le tableau de la sécurité régionale nous montre deux camps avec des conceptions apparemment irrémédiables : d’un part, les pays appartenant à l’ancien système communiste, chacun avec les propres craintes vis-à-vis d’un possible revirement de la Russie et chacun avec une forte orientation pro-occidentale. D’autre part il existe une Russie désireuse de rétablir la sphère d’influence perdue et de regagner la gloire impériale, en utilisant de plus en plus une nouvelle méthode de coercition, l’arme énergétique. Dans cette équation de pouvoir, il est intéressant de poursuivre l’évolution et le rôle de la Roumanie, un pays de faille, appartenant par la langue et par la culture à la civilisation occidentale et par religion à la civilisation orthodoxe. En définitive, par son positionnement stratégique, et par sa volonté de retrouver son identité européenne perdue lors du communisme, la Roumanie deviendra l’une des importants piliers de la défense otaniene dans cette part du continent. / A new security environment in Europe replaced the bipolarity era since the ‘90th. The fall of communism reveals a Europe divided between Western countries and the Eastern Europe, region located at the crossroads of civilizations, tributary to the challenge, risks and hazards accompanying the Soviet collapse. Early ’90th, a new security paradigm, the “paradigm of freeze security” replaces the old one of bipolarity during the Cold War. The lack of cooperation among the countries in the region is the main characteristic of the period, from the beginning and during unipolar moment. The picture of regional security show us two camps having apparently irremediable ideology: on the one hand, countries belonging to the former Soviet empire, each of them having their own concern about a possible sudden change of Russia, but with a strong Western orientation, and on the other hand, the existing Russian empire willing to reestablish a sphere of influence and to regain lost imperial glory, using increasingly a more and new coercion weapon – the energy weapon. In this equation of power, is interesting to observe the evolution and Romania role, a buffer security zone, by the language and culture belonging of Western civilization and by religion of Orthodox civilization. Ultimately, by its strategic position and desire to find again, its European identity, lost during Communism era, Romania will become one of the important pillars of NATO defense, in this part of the continent.

Le gaz électrogénéré dans les réacteurs électrochimiques est un phénomène à la fois électrochimique et hydrodynamique. La chute ohmique dans la solution électrolyte est l'un des paramètres importants à évaluer pour l'optimisation des réacteurs électrochimiques. Elle est due à la résistance de la solution, donc, à sa conductivité électrique et la distance entre les deux électrodes. Pour réduire la consommation énergétique de la cellule de réduction électrolytique de particules d'hématite en fer métallique, on a étudié la conception des anodes, sièges de la production des bulles d'oxygène, dans deux cellules équivalentes d'électrolyse d'eau dans un milieu alcalin. Les résultats ont montré que seulement 25% de l'anode est réellement active et que le taux de rétention augmente le long de l'anode et les bulles atteignent leur vitesse terminale dès 50% de la hauteur de l'anode. Ceci nous a permis de formuler des recommandations qui permettent d'avoir les meilleures conditions de désengagement des bulles électrogénérées, pour une consommation énergétique plus faible du procédé électrochimique / Electrogenerated gas in electrochemical reactors is considered as an electrochemical and hydrodynamic phenomenon. The ohmic drop in the electrolyte solution is one of important parameter to evaluate for the optimization design of electrochemical reactors. It is due to the resistance of the solution, therefore, its electrical conductivity and of the distance between the two electrodes. To reduce the energy consumption of the electrolytic reduction cell of hematite particles to metallic iron, we studied the design of anode, the location of oxygen bubbles production, in two equivalent cells for water electrolysis in an alkali media. The results showed that the gas hold up increases along the anode and only 25% of the initial anode height is actually active. Moreover the bubbles reach their terminal velocity after 50% of the initial anode height. This allowed us to formulate recommendations that allow the best conditions of bubbles electrogenerated disengagement and low energy consumption

L’objectif général de ce travail doctoral était d’analyser l’évolution circadienne du contrôle postural et de la locomotion chez des sujets atteints de la maladie d’Alzheimer (MA), de quantifier les effets de l’activité physique (AP) sur ces activités motrices fondamentales et d’étudier leurs éventuels transferts sur l’autonomie de ces sujets. Les principaux résultats montrent que le contrôle postural et la locomotion des patients atteints de la MA évoluent à différents moments de la journée et se détériorent dans la soirée, ce qui augmente leur risque de chute. Une analyse transversale du contrôle posturale indique que la MA perturbe le contrôle postural mais la participation à une AP régulière compense les effets perturbateurs de cette maladie et même davantage car le contrôle postural des sujets Alzheimer actifs est supérieur à celui des sujets sains du même âge. Une étude longitudinale de trente mois révèle que l’AP régulière contribuait à stabiliser l’autonomie dans les gestes de la vie quotidienne (ADL) et à améliorer les performances physiques chez des patients atteints de MA, malgré la progression de l'âge et de la maladie. Les améliorations des performances physiques ont été observées sur toute la durée du programme d’AP, sans présenter de phase de plateau habituellement rencontrée au bout de 6 mois d’entraînement. L'amélioration de l’ADL en fin de programme (seulement après 30 mois) souligne l’existence d'un délai de transfert pour tirer profit des capacités motrices récemment développées. Ces résultats sont encourageants pour les patients et les praticiens et mettent en évidence les avantages de la pratique d’AP à long terme par des sujets Alzheimer afin de maintenir leurs capacités motrices et leur autonomie dans les activités de la vie quotidienne. Dans le cadre d’une politique de santé publique volontariste, il conviendrait de définir l’AP régulière optimale dans le but de prévenir efficacement l’apparition et le développement de la MA. / The general objective of this doctoral work was to analyze the circadian evolution of the control postural and of the locomotion to reached subjects of the Alzheimer's disease (MY), to quantify the effects of physical activity (AP) on these fundamental driving activities and to study their possible transfers on the autonomy of these subjects. The main results show that the control postural and the locomotion of the patients reached of MY evolve in the various moments of the day and deteriorate in the evening, which increases their risk of fall. A transverse analysis of the control posturale indicates that MY disrupts the control postural but the participation in a regular AP compensate for the disruptive effects of this disease and even more because the control postural.

Cette thèse en création littéraire comporte d’abord un roman jeunesse : La violence de vivre centré sur Katharos, un jeune homme tourmenté par son passé. Au fil des pages, ce personnage principal vivra une chute morale. Le roman narre un destin semblable à celui de toute autre personne ayant traversé l’humanité : c’est l’histoire de la rencontre d’une âme avec la douleur, des choix qui résulteront de cette rencontre et de leurs effets. Néanmoins, c’est également un roman qui montre les fréquentations, les amitiés ainsi que les liens familiaux du personnage et à quel point ces gens qui l’entourent peuvent ajouter à ses souffrances ou alors faire germer en lui force et espoir. Le deuxième volet de la thèse porte sur la question de l’écriture en tant qu’instrument pour produire une catharsis chez le lecteur. Cette deuxième section est divisée en deux chapitres : le premier portant sur la théorie aristotélicienne de la catharsis, le second analysant La violence de vivre sous la lunette de la catharsis. Ainsi, ce volet théorique cherche, d’une part, à définir la catharsis selon Aristote et les éléments qui participent à la construction de cette notion; d’autre part, à déterminer si La violence de vivre parvient à déclencher ou non une catharsis pour ses lecteurs. Somme toute, il n’y a qu’une énigme au cœur de cette thèse. Comment peut-on, en création, employer l’écriture pour transformer le lecteur? Plus particulièrement, peut-on diriger cette catharsis du lecteur de manière à lui prodiguer de l’espoir?

Résumé confidentiel / Résumé confidentiel

Le transport de neige par le vent occasionne des nuisances qui entravent certaines activités du secteur des transports et du tourisme. Il déplace les dépôts de neige et modifie la structure du manteau neigeux. A ce titre, il participe à l'augmentation du risque d'avalanche. Ces différents aspects justifient l'activité de recherche menée depuis plusieurs années au Cemagref de Grenoble et dans laquelle cette étude trouve naturellement sa place. Ainsi les travaux précédents ont contribué à la modélisation physique et numérique de prévision du transport de neige par le vent. Cela dit, le transport éolien de particules met en jeu différents phénomènes complexes que les connaissances actuelles ne suffisent pas à décrire avec précision. Dans ce contexte, des travaux expérimentaux ont été conduits à la fois en soufflerie et sur le terrain. Ces derniers ont permis des premières investigations sur le comportement des fluctuations de concentration en régime permanent, en particulier par le biais de traitements d'images et d'analyses spectrales. Cette thèse a également porté sur la variabilité des profils de concentration en conditions naturelles, c'est-à-dire dans un écoulement turbulent instationnaire. Tous les résultats in-situ ont nécessité l'usage d'instruments adaptés dont certains ont du être réétalonnés de manière spécifique.

La mer Noire, dans le cadre de son évolution au sein de la Paratéthys, a connu au cours du Tertiaire de nombreux épisodes d'isolement. L'impact de ces phases de déconnexion, et en particulier de celle liée à la crise messinienne en Méditerranée, sur l'évolution eustatique de la mer Noire fait l'objet de ce travail de recherche. L'étude est basée sur l'analyse de données sismiques multitraces HR, corrélées à de nombreux forages. Nos investigations, menées sur les marges occidentales du bassin, se sont concentrées sur l'identification de surfaces d'érosion que nous avons tenté d'interpréter en terme de chutes du niveau marin, à mettre en lien avec ces phases d'isolement. Sur la marge roumano-ukrainienne, cette étude a permis de mettre en évidence six surfaces d'érosion au sein des séries tertiaires : les surfaces d'érosion à la base de l'Eocène (E), de l'Oligocène (O), du Miocène moyen (M) et du Pontien (P); et enfin les surfaces d'érosion L.IPU et IPU au sein du Pontien. Sur la marge bulgaro-turque, nos recherches ont permis la découverte et le calage chronostratigraphique précis, par le biais des forages DSDP, de la surface d'érosion messinienne en mer Noire. Les plus récentes corrélations entre les échelles stratigraphiques paratéthysiennes et méditerranéennes montrent que la surface IPU est l'équivalent, sur le plateau roumano-ukrainien, de la surface d'érosion messinienne découverte sur la marge turque. Parmi les cinq surfaces d'érosion anté-messiniennes décrites, nous démontrons que la surface M constitue la signature d'une chute drastique du niveau de la mer Noire répondant à l'épisode d'isolement de la fin du Burdigalien. Nous proposons que les autres surfaces d'érosion anté-messiniennes correspondent soit à des épisodes d'érosion sous-marine, soit à des événements transgressifs. Résultat majeur de cette étude, la découverte de la surface d'érosion messinienne en mer Noire permet de valider définitivement l'hypothèse, proposée par Hsü [Hsü and Giovanoli, 1979], de l'effondrement du niveau de la mer Noire à la fin du messinien.

Le Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD) est un type de galerie pare-blocs innovant. Il se compose d'une dalle en béton armé reposant sur des appuis fusibles métalliques. Contrairement aux galeries pare-blocs traditionnelles, le PSD utilise directement le mouvement de la dalle, et la déformation de la dalle et des appuis, pour dissiper l'énergie d'impact de blocs rocheux. Le but de cette thèse est de contribuer à améliorer l'analyse et le dimensionnement du PSD sous les impacts rocheux. L'analyse structurelle du PSD nécessite des analyses d'impact appropriées. Un algorithme d'impact est donc développé, qui permet de traiter les impacts unilatéraux entre un projectile rigide et une structure déformable. Cet algorithme est ensuite mis en œuvre dans un code de calculs par éléments finis. Validé par plusieurs tests, ce développement fournit un outil de calcul pour le PSD permettant de prendre en compte les effets de vitesse du comportement des matériaux. Cet outil est utilisé pour modéliser le PSD sous différentes conditions d'impact. D'abord, les essais d'impact sur une maquette PSD à l'échelle 1/3 sont modélisés pour connaître la faisabilité de la modélisation structurelle. Une corrélation satisfaisante entre les résultats numériques et expérimentaux permet de réaliser plusieurs séries d'études paramétriques avec le même modèle aux éléments finis pour mettre en évidence l'influence de la masse et de la vitesse des blocs rocheux, de la position de point d'impact sur la dalle, de l'épaisseur de la dalle, du type de béton et du pourcentage d'armatures de la dalle. Enfin, des calculs à l'échelle de la structure sont effectués. Toutes ces études montrent la robustesse du concept PSD, ainsi que ses optimisations possibles, particulièrement pour améliorer sa résistance vis-à-vis du poinçonnement.