Listeria monocytogenes par sa présence dans les végétaux et sa capacité à se développer à de faibles températures représente un danger pour les consommateurs de salades de IVème gamme. L'objectif de ces travaux est de construire un modèle d'évaluation des risques de listériose par consommation de ce produit. Nous opérons en deux temps : estimation des paramètres d'entrée du modèle par inférence bayésienne puis, à partir des distributions obtenues, simulation de l'exposition et du risque par méthodes de Monte-Carlo de second ordre. Ces techniques permettent de propager séparément la variabilité et l'incertitude le long de la chaîne alimentaire. En particulier, un modèle d'estimation de la distribution de la contamination microbiologique d'un aliment, tenant compte des faibles concentrations est développé. L'effet sur le risque de différents scénarios comme le plafonnement de la croissance de L. monocytogenes ou l'élimination du chlore du procédé industriel est évalué.

Dans cette thèse nous examinons différents aspects des fluctuations dans les économies émergentes. Premièrement, afin d’établir les régularités empiriques de ces pays nous examinons le contexte économique des pays du Moyen Orient et d’Afrique du Nord. Ensuite, nous estimons un modèle des cycles réels pour essayer de reproduire les faits stylisés de ces pays, mais aussi pour évaluer la performance de ces modèles néoclassiques augmentés de deux types de chocs de productivité transitoire et permanent. Ceci fait l’objet du chapitre 2 dont le résultat est en faveur de l'hypothèse "Le cycle c'est la tendance" . Le deuxième aspect porte sur l’importance des frictions financières, il est traité dans le troisième chapitre qui introduit des chocs financiers au modèle de croissance stochastique. Nous identifions le rôle des frictions financières dans l’économie tunisienne comme étant un amplificateur de l’effet des chocs de productivité. Le quatrième chapitre porte sur l'analyse de la politique monétaire. Premièrement, nous examinons le régime de ciblage d’inflation où nos résultats empiriques supportent une implémentation de la stricte version du ciblage d’inflation avec une fonction de réaction basée sur des prévisions de l'inflation. Deuxièmement, nous exploitant les règles monétaires optimales en présence de la rigidité d l'information dans le cadre d’un modèle stochastique d’équilibre général (DSGE). Nos résultats, révèlent que les chocs du taux de marge de la force de travail jouent un rôle important dans les fluctuations de l’économie tunisienne, la règle de Taylor produit un taux satisfaisant de bien être, alors que les règles qui ciblent le niveau de prix ne sont pas efficaces. / This thesis investigates different aspects of the fluctuations in emerging economies. First, it examines the MENA countries’ context to establish the empirical regularities. Then, to replicate the MENA countries’ business cycle patterns observed in the annual data, we estimate a standard real business cycle (RBC) model to assess the performance of the neoclassical model with transitory and permanent shocks. This is the purpose of chapter 2 which results support the assumption "The cycle is the trend". The second aspect refers to the importance of financial frictions and is addressed in the third chapter which adds new financial shocks to the stochastic growth model. We determine the role of financial frictions in the Tunisian economy not as the source of business cycle fluctuations but as an amplifier of the effects of total factor of productivity shocks.The fourth chapter analyzes monetary policy in emerging economies. Firstly, we examine the inflation targeting regime under the lens of a New Keynesian forward-looking model. We also, estimate a Taylor rule and some other alternatives in order to determine which rule to adopt within this framework. Empirical results support the implementation of a strict inflation targeting regime, with an inflation forecast based rule as a reaction function. Secondly, we explore the optimal monetary policy rules using a New Keynesian DSGE model. In particular we assume that information stickiness as the only type of rigidity in the model. We find that Whereas, Taylor rule in its original version provides substantial welfare gains, price-level targeting regime was suboptimal.

Cette thèse contient quatre travaux sur le modèle d'Agrégation Limitée par Diffusion Interne (iDLA), qui est un modèle de croissance pour la construction récursive d'ensembles aléatoires. Le premier travail concerne la dimension 1 et étudie le cas où les marches aléatoires formant l'agrégat évoluent dans un milieu aléatoire. L'agrégat normalisé converge alors non pas vers une forme limite déterministe comme dans le cas de marches aléatoires simples mais converge en loi vers un segment contenant l'origine dont les extrémités suivent la loi de l'Arcsinus. Dans le deuxième travail, on considère le cas où l'agrégat est formé par des marches aléatoires simples en dimension d > 1. On donne alors des résultats de convergence et de fluctuations sur la fonction odomètre introduite par Levine et Peres, qui compte en chaque point le nombre de passages des marches ayant formé l'agrégat. Dans le troisième travail, on s'intéresse au cas où l'agrégat est formé par des marches aléatoires multidimensionnelles qui ne sont pas centrées. On montre que sous une normalisation appropriée, l'agrégat converge vers une forme limite qui s'identifie à une vraie boule de chaleur. Nous répondons ainsi à une question ouverte en analyse concernant l'existence d'une telle boule bornée. Le quatrième travail concerne le cas particulier où une borne intérieure est connue pour l'agrégat. On donne alors des conditions suffisantes sur le graphe ainsi que sur la nature de cette borne pour qu'elle implique une borne extérieure. Ce résultat est appliqué au cas de marches évoluant sur un amas de percolation par arêtes surcritique, complétant ainsi un résultat de Shellef. / This thesis contains four works on the Internal Diffusion Limited Aggregation model (iDLA), which is a growth model that recursively builds random sets. The first work is set in dimension 1 and studies the case where the random walks that build the aggregate evolve in a random environment. The normalised aggregate then does not converges towards a deterministic limiting shape as it is the case for simple random walks, but converges in law towards a segment that contains the origin and which extremal points follow the Arcsine law. In the second work, we consider the case where the aggregate is built by simple random walks in dimension d > 1. We give convergence and fluctuation results on the odometer function introduced by Levine and Peres, which counts at each point the number of visits of walkers throughout the construction of the aggregate. In the third work, we examine the case where the aggregate is built using multidimensional drifted random walks. We show that under a suitable normalisation, the aggregate converges towards a limiting shape which is identified as a true heat ball. We thus give an answer to an open question in analysis concerning the existence of such a bounded shape. The last work deals with the special case where an interior bound is known for the aggregate. We give a set of conditions on the graph and on the nature of this interior bound that are sufficient to imply an outer bound. This result is applied to the case of random walks on the supercritical bond percolation cluster, thus completing a result by Shellef.

Les microalgues sont de plus en plus regardées pour leurs potentiels énergétiques et leurs nombreuses applications. Mais les systèmes de production actuels, que se soit les systèmes dits ouvert comme les bassins ou les systèmes fermés, appelés photobioréacteurs, sont très énergivores et pas assez productifs. Cette thèse propose un nouveau concept de photobioréacteur, composé d'un airlift et d'une plaque mince. Le photobioréacteur est caractérisé expérimentalement et est modélisé sous plusieurs aspects. L'hydrodynamique du système est modélisée pour prédire le comportement des fluides dans le système. Les phénomènes de transferts de masse sont modélisés par le modèle des deux films. La modélisation permet de connaitre l'apport minimum nécessaire en dioxyde de carbone pour la culture des microalgues et permet d'évaluer la concentration en oxygène dissous dans le photobioréacteur. Elle permet aussi d'évaluer son élimination par le système, l'oxygène étant inhibant pour la culture. Les phénomènes de transferts de chaleur sont aussi modélisés, permettant de connaitre l'impact des différents paramètres (ensoleillement, température de l'air ambiant) sur la température de culture. Ces différents modèles sont rassemblés en un modèle global qui est comparé aux résultats expérimentaux de culture d'algues. Le modèle global est ensuite utilisé dans un contexte plus complexe : l'intégration des plaques minces du photobioréacteur aux parois d'un bâtiment. Le modèle global permettra d'étudier l'effet les différentes orientations (Nord, Sud, Est, Ouest en vertical sur les façades et à l'horizontal sur les toits) sur les températures et productivité du système. La consommation d'énergie de la culture est optimisée grâce au modèle. A la suite de cette optimisation, certaines perspectives sur l'intégration énergétique d'un tel système sont proposées. / Microalgae are more and more studied for their energy potential and various applications. However, the actual production processes (open and closed photobioreactor) use a lot of energy and aren't productive enough. This thesis presents a novel process of microalgae culture, with an airlift system coupled to a thin plate. The photobioreactor is experimentally characterized and modeled for many aspects. Hydrodynamics of the system is modeled to predict the fluid behavior in the system. Mass transfers are modeled using the two film model. The model allows knowing minimum carbon needs for microalgae culture. It also allows evaluating dissolved oxygen concentration in the photobioreactor and its elimination efficiency. Oxygen is inhibiting the culture at high concentration. Heat transfers are also modeled, allowing to know climate parameters impact (sunshine, ambient air temperature) on culture temperature. All models are assembled in a global model. This model is compared to microalgae culture experimental results. Finally, the global model is used to study a more complex system: culture thin plates are integrated on the walls of buildings. Global model allow studying different orientation effects on temperature and productivity of the system. Culture is optimized for energy consumption and some perspectives on energy integration of such a system are proposed.

La température de l'eau joue un rôle majeur dans le cycle de vie des poissons. Dans un contexte de changement climatique global, le réchauffement peut avoir un impact fort sur la croissance, la fécondité et la survie. L'enjeu de cette thèse est la modélisation mathématique de l'influence de la température sur les traits d'histoire de vie d'une population de chabot (Cottus gobio) afin de faire de la prédiction à la fois au niveau individuel et populationnel. Les données expérimentales qui permettront de calibrer les modèles sont issues du bassin de la Drôme (France) et plus particulièrement du sous-bassin du Bez. Dans une première étape, il s'agit de développer un modèle de rétrocalcul qui peut être utilisé pour calculer les longueurs individuelles des chabots aux âges précédents à partir des données mesurées à la capture. Il s'agit, dans un deuxième temps, de développer un modèle de croissance dépendant de la température de l'eau qui sert à prédire la longueur moyenne des chabots à un âge donné. Enfin, il s'agit de passer de l'échelle de l'individu à celle de la population en prenant en compte tous les traits d'histoire de vie et leurs dépendances vis-à-vis de la température. Plus précisément, un modèle matriciel de type Leslie, à la fois dépendant du temps et de la température, structuré en classe d'âges est développé et utilisé pour prédire la dynamique de population sous différents scénario du réchauffement climatique / Water temperature plays a key role in the life cycle of fish. Therefore, increasing temperatures due to the expected climate change may have a strong impact on growth, fecundity and survival. The goal of this thesis is to model the impact of temperature on the life-history traits of a bullhead population (Cottus gobio) in order to make predictions both at individual and at population level. The models developed here are calibrated on experimental field data from a population living in the Bez River network (Drôme, France). First, a new back-calculation model is derived that can be used to compute individual fish body lengths at earlier ages from capture data. Next, a growth model is proposed that incorporates the water temperature and can be used to predict the mean length at a given age and temperature. Finally, the population is modelled as a whole by linking all life-history traits to temperature. For this purpose, a spatialised time- and temperature-dependent Leslie matrix model structured in age classes was used to predict the population dynamics under different temperature scenarios

La levure et la microalgue sont des microorganismes très étudiés pour la production de composés à haute valeur ajoutée pour des secteurs tels que l’agroalimentaire et l’énergie. Ce travail de thèse propose un procédé de culture mixte entre la levure Saccharomyces cerevisiae et la microalgue Chlorella vulgaris pour la croissance des deux espèces tout en limitant le rejet en CO2. Le procédé repose sur la symbiose mutuelle entre les deux organismes autour des échanges de gaz, qui est rendu possible en imposant une co-dominance en termes de population. Les populations doivent être équilibrées pour que les microalgues puissent gérer la production de CO2. Le procédé est réalisé en photo-bioréacteur de 5 litres non-aéré et fermé, afin d’éviter les échanges gazeux avec l’environnement externe. Dans cette configuration, le CO2 est produit sous forme dissoute et directement accessible aux microalgues, évitant les phénomènes de dégazage et de dissolution. Les populations de levures et de microalgues atteignent une concentration égale (20 millions de cellules par ml) au bout de 24 heures de culture, restent stables jusqu’à la fin de la culture (168 heures) et les microalgues recyclent 12% du CO2 produit par les levures. Un modèle cinétique de la levure et de la microalgue en culture mixte est développé en combinant les modèles individuels de la levure et de la microalgue. Le modèle prédictif de la levure prend en compte les possibles voies métaboliques impliquées dans la fermentation et la respiration de ces voies est prédite en y intégrant des facteurs de limitation. Le modèle de la microalgue est basé sur l’activité photosynthétique. Les résultats de ce travail montrent la faisabilité du procédé de culture mixte entre hétérotrophe et autotrophe et pourrait apporter les bases pour le développement d’un procédé écologique à faible impact environnemental. / Yeast and microalgae are microorganisms widely studied for the production of high-value compounds used in food and energy area. This work proposes a process of mixed culture of Saccharomyces cerevisiae and Chlorella vulgaris for both growth and CO2 mitigation. The process relies on mutual symbiosis between the two organisms through gas exchange, which is possible by engineering the co-dominance of populations. The two populations must be balanced in such a way so that microalgae can cope with the rate of CO2 production by the yeast activity. The process is performed in non-aerated 5l-photo-bioreactor fitted with a fermentation lock to prevent gas exchange with the outside atmosphere. With this set-up, the CO2 is produced in dissolved form and is available to the microalgae avoiding degassing and dissolution phenomena. The two organism populations are balanced at approximately 20 millions cells per ml, 12% CO2 produced by yeast was reutilized by microalgae within 168 hours of culture. A yeast and microalgae growth model in mixed culture is developed by combining each individual growth model. The predictive yeast model considers the possible metabolic pathways involved in fermentation and respiration and imposes limitation factors on these pathways, in this manner, the model can predict the partition of these pathways. The microalgae individual model is based on the photosynthetic activity. The results of this work show the feasibility of such process and could provide a basis for the development of a green process of low environmental impact.

Le thème de l'évolution historique de la productivité forestière est abordé pour les deux grands feuillus sociaux du territoire, hêtre commun (Fagus sylvatica L.) et chêne sessile (Quercus petraea Liebl.), conduits en futaie régulière et pure, en forêt domaniale, avec un objectif de description et quantification du phénomène à l'échelle du peuplement. L'analyse privilégie la croissance en hauteur dominante, indicateur classique de la productivité forestière. Elle repose sur la comparaison d'accroissements reconstitués de façon rétrospective (analyses de tiges) de deux générations de peuplements, associés en couples pour assurer un contrôle efficace des conditions de fertilité. L'évolution de la vitesse de croissance est estimée par une modélisation statistique des accroissements, qui prend en compte l'effet du stade de développement des peuplements et les différences de fertilité entre couples. Le diagnostic a été régionalisé, conduisant à échantillonner les hêtraies dans 2 secteurs (Normandie/Picardie et Lorraine/Alsace) et les chênaies dans 4 secteurs (Normandie, val de Loire, plaine d'Allier, Lorraine/Alsace). Une analyse complémentaire de la croissance radiale dominante (lectures de cernes) et de la densité du bois (microdensitométrie aux rayons X) à 1,30 m a été réalisée dans les hêtraies du Nord-Est. Les conditions trophiques et climatiques des peuplements ont été caractérisées. <br />L'augmentation de la vitesse de croissance en hauteur dominante a un caractère général sur le territoire, structuré selon un gradient longitudinal. Pour chaque essence, elle est plus marquée dans le Nord-Est, tandis qu'elle reste faible ou récente dans le Nord-Ouest. L'essentiel de l'évolution a été acquis dans la seconde moitié du siècle. La progression est ponctuée de crises d'origine climatique, communes ou spécifiques, dont la plus marquée est celle de la décennie 1940. Défavorable au hêtre, la décennie 1990 a été bénéfique au chêne, et explique que l'évolution constatée pour cette essence culmine en fin de siècle à un niveau bien supérieur à celui du hêtre. L'augmentation séculaire est comprise pour les extrêmes entre +20% et +100%, et atteint dans le Nord-Est un niveau commun aux deux essences de +50-60% en excluant la période récente. Dans ce secteur, les évolutions de croissance radiale et en hauteur du hêtre sont similaires. La densité du bois est restée stable. En conséquence, la productivité en biomasse a pu suivre l'évolution estimée sur la hauteur dominante. L'analyse des relations croissance - facteur du milieu permet d'aborder la causalité des changements de productivité, et suggère un déterminisme multifactoriel. Le climat aurait eu jusqu'alors des conséquences essentiellement conjoncturelles. Des effets saisonniers opposés sur la croissance sont de plus possibles. Le caractère récent des évolutions constatées, leur organisation spatiale, conjugués à une sensibilité des essences aux conditions trophiques, font ressortir le rôle clé possible des dépôts atmosphériques azotés dans la réponse aux changements de l'environnement.

La filière betteravière française cherche à gagner en productivité afin d'obtenir des rendements en sucre économiquement satisfaisants. La fertilisation azotée est l'un des principaux facteurs influençant le rendement de la betterave sucrière. De nombreux modèles ont pour but de simuler le rendement en sucre de la betterave mais peu prennent en compte l'effet des conditions de nutrition azotée. Dans ce contexte, les objectifs de ce travail étaient: (i) de mener une réflexion conduisant au choix du type de modélisation, (ii) d'identifier les caractéristiques de la plante en réponse à la nutrition azotée pour le paramétrage du modèle, et (iii) d'évaluer notre modèle. La démarche de modélisation s'est concentrée sur l'intégration des effets de la nutrition azotée sur l'élaboration de la surface foliaire, et sur les relations source-puits au sein de la plante. Des expérimentations au champ sur deux années nous ont permis d'acquérir les données nécessaires à l'étude des réponses de la betterave à des conditions contrastées de nutrition azotée et au paramétrage du modèle. Un travail de compilation de données de validation disponibles à l'ITB a permis de prendre en compte la variabilité des paramètres. Nous avons constaté que la betterave répondait à la nutrition azotée comme les autres plantes en C3. Le modèle simule les différences de rendement en sucre en fonction de l'état de nutrition azotée comme annoncé dans la bibliographie. Le modèle permet de retrouver sans les imposer les stades de croissance de la betterave. Couplé au module de fourniture d'azote du modèle STICS, le modèle permet de simuler les grandes tendances des rendements depuis les trente dernières années.

Les bâtiments représentent 40 pourcents de la consommation finale d'énergie. Ils sont ainsi le fer de lance des politiques de réduction des dépenses énergétiques. Récemment, des systèmes de modèles climatiques qui incluent un modèle atmosphérique régional et des paramétrisations urbaines sophistiquées ont été développés. Ils considèrent la complexité de l’îlot de chaleur urbain et ses interactions avec les besoins énergétiques des bâtiments. Dans quelle mesure ces systèmes constituent-ils des outils d’aide à la décision pour les autorités locales ? Cette étude menée sur le territoire de l'Eurodistrict (Strasbourg - Kehl) en 2010, puis en 2030, à l’aide du système de modèles de climat WRF/ARW-BEP+BEM a démontré que si le système de modèles estimait de manière fiable les besoins en chauffage des bâtiments, ces derniers étaient davantage sensibles aux caractéristiques intrinsèques des bâtiments qu'aux formes urbaines et à l'îlot de chaleur urbain induit par ces formes. / Buildings represent 40 percent of the end-use energy. Thus, they constitute a key point of the energy saving policies. Recently, climate modeling systems that include a mesoscale atmospheric model, sophisticated urban parameterizations have been developed to account for the complexity of the urban climate and its interactions with the building energy loads. This study aims to assess the capability of such climate modeling systems to provide climate and energy guidelines to urban planners. For this, we used the research collaborative WRF/ARW-BEP+BEM climate modeling system and performed sensitivity tests considering the territory of the Eurodistrict in 2010, and then in 2030. The results reveal that the climate modeling system achieves estimating the building energy needs over the study area, but also indicate that the building energy needs are more sensitive to the building intrinsic properties and occupant behavior than to the urban forms and their induced urban heat island.

Les prairies de montagne offrent de nombreux services ecosystémiques qui sont menacés par le changement global. Les traits fonctionnels constituent un outil prometteur pour caractériser les réponses des communautés à des changements de conditions environnementales et leurs répercussions sur les services associés. Cependant, des résulats de plus en plus nombreuses soulignent l’importance de la variabilité intra-spécifique des traits a également été mise en évidence. Pour étudier ces effets, je propose un nouveau modèle à base d’agents, MountGrass, qui combine la modélisation de communautés végétales riches en espèces avec des processus de plasticité phénotypique. Ces deux éléments au coeur du modèle sont associés grâce à des compromis d’allocation basés sur des patrons empiriques établis de stratégies d’utilisation des resources.Avec MountGrass, j’ai exploré l’impact de la plasticité phénotypique sur la croissance individuelle et les propriétés principales des communautés prairiales. À l’échelle individuelle, le modèle paramétré a révélé un fort impact positif de la plasticité phénotypique sur la croissance mais aussi sur la niche fondamentaledes espèces. Des phénomènes de convergence et de réduction de la sensibilité aux variations de conditionsexpliquent ces effets. À l’échelle des communautés, les simulations ont confirmé de forts effets de la plasticité sur la structure des communautés et leur diversité spécifique. Ces effets sont expliqués par l’effet combiné de la réduction du filtre abiotique et de la réduction des différences de compétitivité. Cependant, aucun effet majeur sur la stratégie dominante ou la productivité n’a pu être mis en évidence.Des implémentations alternatives ou des extensions du modèle devraient permettre de tester la robustesse des résultats obtenus et d’analyser d’autres schémas de dynamiques des communautés. En conclusion, ce travail ouvre la voie à une meilleure considération et une meilleure compréhension du rôle des variabilités intra-spécifiques dans les dynamiques des communautés végétales. / Mountain grasslands provide numerous ecosystem services that are likely to be impacted by global change. Plant functional traits hold great promise to succinctly characterise plant community response to changing environmental conditions and its effect on associated services; with growing evidence of the importance of intra-specific trait variability. I propose here a novel agent-based model, MountGrass, that combines the modelling of species rich grassland communities with phenotypic plasticity. These two key components are integrated via allocation trade-offs based on established empirical patterns of strategic differentiation in resource-use.With MountGrass, I explored the impact of phenotypic plasticity on individual plant growth and on main properties of grassland communities. At the individual level, the parametrised model revealed a strong impact of plasticity on growth and species’ fundamental niches, with potentially large impacts on community properties. These effects are explained by the convergence of species’ strategies and the reduction of the sensitivity to variable conditions. At the community level, simulations confirmed the strong effect of plastic allocation on community structure and species richness. These effects are driven by the cumulative effect of a reduction of both abiotic filtering and fitness differences between species. However, no clear effect on the dominant strategy or productivity could be detected.Going further, the robustness of these findings and other patterns of community dynamics should be analysed with alternative or extended implementations of MountGrass. In sum, this work opens a door towards a better integration and understanding of the role of the intra-specific variability in complex plant community dynamics.