Le bois est un matériau renouvelable utilisé par l’Homme pour la construction, l’ameublement, la fabrication du papier, l’énergie, etc. Le bois contient des extractibles d’un grand intérêt économique appartenant à diverses familles chimiques telles que les terpènes, les flavonoïdes, les tanins, etc. Les nœuds (base de la branche englobée dans le tronc) de certaines essences sont extrêmement riches en extractibles.Ce travail a pour objectif l’analyse des variabilités interspécifiques, intraspécifiques et intra-arbre des extractibles nodaux, afin de cibler les essences, les stations et les parties de l’arbre les plus riches. Pour cela, les nœuds de vingt-trois essences, puis ceux de quinze sapins ayant poussé dans des conditions différentes ont été extraits par différents solvants et analysés. Les résultats confirment la richesse des nœuds par rapport au duramen et à l’aubier pour toutes les essences. Globalement, les nœuds des résineux contiennent plus d’extractibles que les feuillus. Les principaux composés identifiés chez les résineux sont des lignanes, des stilbènes, des flavonoïdes et des terpènes. L’acide gallique et des flavonoïdes sont présents chez les feuillus. L’étude du profil vertical montre que les concentrations diminuent de la base du houppier vers la cime de l’arbre. De plus, les résultats mettent en évidence l’influence des conditions de croissance puisque les arbres dominants, et/ou ayant poussé selon des sylvicultures dynamiques sont particulièrement riches en extractibles nodaux. Ces résultats permettent d’envisager la valorisation des coproduits des industries du bois en tant que ressource de molécules bioactives pour diverses applications. / Wood is a renewable material used by man for construction, furniture, paper making, energy, etc. Wood contains extractives of great economic value which belong to various chemical families such as terpenes, flavonoids, tannins, etc. The knots (base of the branch embedded in the trunk) of some tree species are extremely rich in extractives.This study aims at analysing the inter-specific, intra-specific and within-tree variabilities of knotwood extractives to target the richest species, stations and tree parts. For that purpose, the knots of twenty-three species and those of fifteen firs grown under different conditions were extracted using several solvents and analysed. The results confirm the richness of knots compared to heartwood and sapwood for all species. Overall softwood knots contain mainly more extractives than hardwoods. The main compounds identified in softwoods are lignans, stilbenes, flavonoids and terpenes Gallic acid and flavonoids are present in hardwoods. The study of the vertical profile shows that concentrations decrease from the base of the crown to the tree tip. In addition, the results highlight the influence of growth conditions since dominant trees and/or those grown according to dynamic silvicultures are particularly rich in knot extractives. These results allow considering the valorization of wood industries by-products as bioactive molecules resource for various applications.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Dans le premier chapitre de ce travail, nous rappelons la théorie des représentants efficaces d'un élément pseudo-Anosov du mapping class group d'une surface S compacte orientée munie de n+1 points marqués. Ces objets ont été introduits par Bestvina-Handel et Los.<br /><br />Le deuxième chapitre contient l'exposé de la théorie des bons représentants et des représentants super efficaces d'un homéomorphisme pseudo-Anosov f fixant le point marqué x_0. Nous montrons ensuite un résultat de structure sur l'ensemble des représentants super efficaces : cet ensemble est une union d'un nombre fini de cycles qui sont parcourus en appliquant des opérations combinatoires. Nous en déduisons des algorithmes permettant de décider si l'homéomorphisme f - ou, ce qui est équivalent, sa classe d'isotopie - admet une racine fixant x_0, ou commute avec un élément d'ordre fini fixant x_0. Nous en déduisons également une nouvelle solution au problème de conjugaison parmi les éléments pseudo-Anosov du mapping class group qui fixent x_0.<br /><br />Dans le troisième chapitre, nous considérons un homéomorphisme f du disque et O une orbite de période n>=3 pour f. Nous donnons une minoration de l'entropie topologique des homéomorphismes isotopes à f relativement à O. Cette minoration est obtenue à l'aide de la théorie des représentants efficaces.<br /><br />Dans le quatrième chapitre, nous donnons des conditions nécessaires et suffisantes pour qu'une tresse beta à n brins admette une déstabilisation ou un mouvement d'échange. Ces conditions sont des propriétés sur l'élément du mapping class group induit par la tresse beta.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Dans la nature existent de nomreux exemples de systèmes dynamiques complexes: systèmes neuronaux, communautés, écosystèmes, réseaux de régulation génétiques, etc. Ces derniers, en particulier, sont de notre intérêt et sont souvent modélisés par des réseaux booléens. Un réseau booléenne peut être considérée comme un digraphe, où les sommets correspondent à des gènes ou de produits de gènes, tandis que les arcs indiquent les interactions entre eux. Une niveau d'expression des gènes est modélisé par des valeurs binaires, 0 ou 1, indiquant deux états de la transcription, soit activité, soit inactivité, respectivement, et ce niveau change dans le temps selon certains fonction locaux d'activation qui dépend des états d'un ensemble de nœuds (les gènes). L'effet conjoint des fonctions d'activation locale définit une fonction de transition globale: ainsi, le autre élément nécessaire dans la description du modèle est fonction de mise à jour, qui détermine quand chaque nœud doit être mis à jour, et donc, comme les fonctions local se combinent dans une fonction globale (en d'autres termes, il doit décrire les temps relative de les activités régulatoires). Comme un réseau booléen avec n sommets a 2 ^ n états globaux, à partir d'un état ​​de départ, et dans un nombre fini de mises à jour, le réseau atteindra un fixe point ou un cycle limite, appelée attracteurs qui sont souvent associées à des phénotypes distincts (états-cellulaire) définis par les patrons d'activité des gènes. Un réseau de régulation Booléenne (REBN) est un réseau Booléen où chaque interaction entre les éléments de la réseau correspond soit à une interaction positif ou d'une interaction négative. Ainsi, le digraphe interaction associée à une REBN est un digraphe signé où un circuit est appelé positif (négatif) si le nombre de ses arcs négative est pair (impair). Dans ce contexte, il y a diverses études sur l'importance du les circuits positif et négatifs dans le comportement dynamique de différents systèmes en Biologie. En effet le point de départ de cette thèse est basée sur un résultat en disant que le nombre maximal de points fixes d'une REBN dépend d'un ensemble de cardinalité minimale qu'intersecte tous les cycles positifs (également dénommés positive feedback vertex set) du digraphe signé associé. D'autre part, un autre aspect important de circuits est leur rôle dans la robustesse des réseaux booléens par rapport différents types de mise à jour déterministe. Dans ce contexte, un élément clé mathématique est le update digraphe qui est un digraphe étiqueté associé à la réseau dont les étiquettes sur les arcs sont définies comme suit: un arc (u,v) est dit être positif si l'état de sommet u est mis à jour en même temps ou après que celle de v, et négative sinon. Ainsi, un cycle dans le digraphe étiqueté est dite positive (négative) si tous ses arcs sont positifs (négatifs). Cela laisse en évidence que parler de "positif" et "négatif" a des significations différentes selon le contex: digraphes signé ou digraphes étiquetés. Ainsi, nous allons voir dans cette thèse, les relations entre les feedback sets et la dynamique des réseaux Booléens à travers l'étude analytique de ces deux fondamentaux objets mathématiques: le digraphe (de connexion) signé et l'update digraphe.

Dans un article publié en 2003, M.Gromov propose une reformulation de la théorie des petites simplifications en géométrie des groupes. Dans cette version, un graphe fini définit une présentation finie de groupe; les générateurs du groupe sont les étiquettes du graphe; les relateurs sont les mots associés aux cycles; les morceaux, mots "courts " qui permettent les petites simplifications dans un groupe, sont des mots qui étiquettent deux chemins distincts du graphe. Cette thèse prend pour point de départ une brève description de cette théorie publiée par Y. Ollivier en 2006. Le concept de groupe de présentation finie à "petites simplifications", développé par R. Lyndon, M. Greendlinger et autres dans les années 60 et 70, est précurseur des groupes hyperboliques de M.Gromov à la fin des années 80, pour lesquels les propriétés combinatoires de la présentation entraînent des propriétés algébriques du groupe. Dans notre travail, nous fondons de manière rigoureuse la théorie des petites simplifications du point de vue des graphes, et développons le concept de base de "mégatuiles", utilisé implicitement par Y. Ollivier dans son article. Nous étendons ses résultats aux cas non-hyperboliques et non-métriques (par exemple$C(4)-T(4)$). Ce point de vue permet une nouvelle preuve, plus naturelle, de la résolubilité des problèmes du mot et de conjugaison pour les présentations des groupes des entrelacs alternés premiers. Nous prolongeons également les résultats d'un théorème de M. Greendlinger au cas non-métrique, répondant ainsi à une question d'I. Kapovich. / In a paper published in 2003, M.Gromov proposes a rewording of the small cancellation theory in geometric group theory. In this version, a finite graph defines a finitely presented group; generators of the group are the labels of the graph; relators are the words associated with cycles; pieces, "short" words which allow small cancellations in a group, are words which label two distinct paths in the graph.Our thesis relies on a brief description of this theory published in2006 by Y.Ollivier. The concept of finitely presented "small cancellation" group, developed by R.Lyndon, M.Greendlinger and others in the 60's and 70's, is a precursor of Gromovword-hyperbolic groups in the late of the 80's, for which combinatorial properties of the presentation imply algebraic properties of the group. In our work, we build a rigorous small cancellation theory in terms of graphs, and develop the basic concept of "megatiles", implicitly used by Y. Ollivier in his article. We extend his results to non-hyperbolic and non-metric cases (eg. $C(4)-T(4)$). This point of view allows a new proof, more natural, of thesolvability of word and conjugacy problems for presentations of prime alternating link groups. We also extend the results of a M.Greendlinger theorem to thenon-metric case, in response to a question of I. Kapovich.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Correction de la bradycardie et des troubles de conduction dans des modèles de dysfonction congénitale de l’automatisme cardiaque par l’inhibition pharmacologique du courant IKAChLa dysfonction du nœud sinusal (DNS) est l’une des principales pathologies de l’automatisme cardiaque. La DNS désigne une multitude de troubles caractérisées par l’incapacité du nœud sinusal (SAN) à générer ou à conduire l’impulsion cardiaque. La seule thérapie actuellement disponible pour la DNS est l’implantation d’un pacemaker électronique. Des études épidémiologiques prévoient un besoin croissant d’implantation de pacemaker électroniques au cours des 50 prochaines années à cause du vieillissement de la population. Le développement des thérapies innovantes pour la DNS est donc un enjeu médical et sociétal important. L’inhibition pharmacologique du courant potassique activé par l’acétylcholine (IKACh) pourrait constituer une nouvelle option thérapeutique pour traiter la DNS.Nous avons donc testé l’inhibition du courant IKACh par un peptide de venin d’abeille, la Tertiapine-Q, pour corriger le DNS et le dysfonctionnement de la conduction chez des souris modèle de pathologies cardiaque humaine en particulier les souris portant l’inactivation des canaux L Cav1.3 (Cav1.3-/-), les souris portant simultanément l’ablation de Cav1.3 et des canaux de type-T Cav3.1 (Cav1.3-/-/Cav3.1-/-), les souris porteuses de la perte de fonction des canaux f- (HCN4-CNBD) et les souris haplo-suffisantes Nav1.5 (Scn5a+/-).Nous avons enregistré par télémétrie, l’ECG, chez ces modèles murins avant et après l’administration de différentes doses de Tertiapine-Q.L’inhibition du courant IKACh par la Tertiapine-Q prévient des dysfonctions sinusales et améliore la conduction dans ces modèles de bradycardie congénitale suggérant la possibilité d’un développement d’un ciblage pharmacologique d’IKACh afin de parvenir à corriger la DNS et les troubles de la conduction. / Inhibition of KACh channels by the bee venom peptide tertiapin-Q rescues inherited cardiac conduction defects, sino-atrial bradycardia, and atrioventricular block in models of congenital dysfunctionSinus node dysfunction (SND) is a widespread disease of heart automaticity. SND refers to a multitude of sinus node (SAN) disorders characterized by failure to generate or conduct the cardiac impulse. The only currently available therapy for chronic SND is the implantation of an electronic pacemaker. Epidemiological studies forecast an increasing need for pacemaker implantation during the next 50 years, with the ageing of the population. It is thus an important medical and societal issue, to develop innovative therapies for SND. Pharmacologic inhibition of the G-protein activated K+ current (IKACh) could be a new therapeutic option to treat bradycardia and SND associated with other cardiac pathologies.We tested whether inhibition of IKAch by the peptide Tertiapin-Q could rescue SND and conduction dysfunction in Cav1.3-/- mice carrying concurrent ablation of L-type Cav1.3 and T-type Cav3.1 channels (Cav1.3-/-/Cav3.1-/-), mice carrying loss-of-function of f-channels (HCN4-CNBD) and Nav1.5 haploinsufficient (Scn5a+/-) mice.We employed telemetric ECG recordings of heart rate (HR), SAN pacemaking and AV dysfunction in mice before and after administration of different doses of Tertiapin-Q.Tertiapin-Q significantly improves the HR of Cav1.3-/-, Cav1.3-/-/Cav3.1-/-, and HCN4-CNBD from doses of 0.1 to 5 mg/kg. HRs of Tertiapin-Q-treated mice were similar to those recorded in untreated wild-type mice. Tertiapin-Q also improved cardiac conduction of Scn5a+/- mice by 24%.Pharmacological inhibition of IKAch by Tertiapin-Q prevents SAN dysfunction and improves conduction in three models of congenital bradycardia suggesting the possibility of pharmacologic development of IKACh targeting to manage SND and conduction disease, to delay or replace the implantation of an electronic pacemaker.

L’automatisme cardiaque est généré par un mécanisme fondamental partiellement compris et controversé, initié par des cardiomyocytes spécialisés dans le nœud sino-atrial (NSA). Ces cellules pacemaker (cNSA) présentent une phase spontanée de dépolarisation diastolique (DD), qui mène le potentiel de membrane de la fin de la repolarisation du potentiel d’action (PA) au seuil de déclenchement du PA suivant. Cette activité spontanée implique plusieurs canaux ioniques à la surface de la membrane plasmique et la dynamique calcique intracellulaire. Les cardiomyocytes contractiles du myocarde expriment majoritairement le canal calcique Cav1.2 tandis que les cNSA en expriment d’autres isoformes. Ce sont les canaux calciques de type L (LTCC) Cav1.3 et de type T (TTCC) Cav3.1, qui sont impliqués dans la DD. Les souris génétiquement modifiées pour Cav1.3 et/ou Cav3.1 ont des caractéristiques physiopathologiques et sont utilisées comme modèle d’étude des dysfonctions sinusales de l’homme. La cartographie optique du NSA isolé a permis de révéler une activité électrophysiologique intrinsèque altérée par les mutations. L’expérimentation en patch clamp et en imagerie calcique des cNSA isolées montrent que les mutations altèrent la mécanistique cellulaire du pacemaker. Le couplage de ces approches à l’utilisation d’outils pharmacologiques spécifiques a permis d’évaluer la contribution des différents éléments à cette mécanistique cellulaire et de préciser les controverses sur les fondements de l’automatisme cardiaque. Cette thématique de recherche présente des enjeux majeurs dans le domaine de la santé puisque les perspectives thérapeutiques et les stratégies pharmacologiques pour traiter les dysfonctions sinusales nécessitent une connaissance intégrale du mécanisme. / Heart automaticity is generated by a basic pacemaker mechanism not fully understood and still controversial. Pacemaker activity is initiated by specialized cardiomyocytes in the Sino-atrial node (SAN). The spontaneous phase of diastolic depolarization (DDP) characterizes SAN cells (SANc). This phase drives the membrane potential of SANc from the end of the repolarization to the threshold of the next action potential (AP). This spontaneous activity involves several ion channels on the plasma membrane and the intracellular dynamic of calcium. In terms of calcium channels, atrial and ventricular cardiomyocytes express mostly Cav1.2 whereas SANc express two additional isoforms. Specifically, in SANc are expressed Cav1.3 LTCC (L type Calcium channels) and the Cav3.1 TTCC (T type Calcium channels), which are activated during the DD. Genetically modified mice inactivated for Cav1.3, Cav3.1 and Cav1.3/Cav3.1 we generated and used as a models of study of human SAN dysfunctions. In particular, we highlighted the impairment of the pacemaker activity in these mice by optical mapping of the intact SAN, and by patch clamping and calcium imaging of isolated SANc. Coupling this approaches with pharmacological tools allowed us to evaluating the contribution of the various elements constituting to the pacemaker mechanism. This thematic of research presents major issues in terms of public health. Indeed, we need a better understanding of the pacemaker mechanism to develop pharmacological strategies against SAN dysfunction.

Dans la nature existent de nombreux exemples de systèmes dynamiques complexes: systèmes neuronaux, communautés, écosystèmes, réseaux de régulation génétiques, etc. Ces derniers, en particulier, sont de notre intérêt et sont souvent modélisés par des réseaux booléens. Un réseau booléenne peut être considérée comme un digraphe, où les sommets correspondent à des gènes ou de produits de gènes, tandis que les arcs indiquent les interactions entre eux. Une niveau d'expression des gènes est modélisé par des valeurs binaires, 0 ou 1, indiquant deux états de la transcription, soit activité, soit inactivité, respectivement, et ce niveau change dans le temps selon certains fonction locaux d'activation qui dépend des états d'un ensemble de nœuds (les gènes). L'effet conjoint des fonctions d'activation locale définit une fonction de transition globale: ainsi, le autre élément nécessaire dans la description du modèle est fonction de mise à jour, qui détermine quand chaque nœud doit être mis à jour, et donc, comme les fonctions local se combinent dans une fonction globale (en d'autres termes, il doit décrire les temps relative de les activités régulatoires). Comme un réseau booléen avec n sommets a 2 ^ n états globaux, à partir d'un état ​​de départ, et dans un nombre fini de mises à jour, le réseau atteindra un fixe point ou un cycle limite, appelée attracteurs qui sont souvent associées à des phénotypes distincts (états-cellulaire) définis par les patrons d'activité des gènes. Un réseau de régulation Booléenne (REBN) est un réseau Booléen où chaque interaction entre les éléments de la réseau correspond soit à une interaction positif ou d'une interaction négative. Ainsi, le digraphe interaction associée à une REBN est un digraphe signé où un circuit est appelé positif (négatif) si le nombre de ses arcs négative est pair (impair). Dans ce contexte, il y a diverses études sur l'importance du les circuits positif et négatifs dans le comportement dynamique de différents systèmes en Biologie. En effet le point de départ de cette thèse est basée sur un résultat en disant que le nombre maximal de points fixes d'une REBN dépend d'un ensemble de cardinalité minimale qu'intersecte tous les cycles positifs (également dénommés positive feedback vertex set) du digraphe signé associé. D'autre part, un autre aspect important de circuits est leur rôle dans la robustesse des réseaux booléens par rapport différents types de mise à jour déterministe. Dans ce contexte, un élément clé mathématique est le update digraphe qui est un digraphe étiqueté associé à la réseau dont les étiquettes sur les arcs sont définies comme suit: un arc (u,v) est dit être positif si l'état de sommet u est mis à jour en même temps ou après que celle de v, et négative sinon. Ainsi, un cycle dans le digraphe étiqueté est dite positive (négative) si tous ses arcs sont positifs (négatifs). Cela laisse en évidence que parler de "positif" et "négatif" a des significations différentes selon le contex: digraphes signé ou digraphes étiquetés. Ainsi, nous allons voir dans cette thèse, les relations entre les feedback sets et la dynamique des réseaux Booléens à travers l'étude analytique de ces deux fondamentaux objets mathématiques: le digraphe (de connexion) signé et l'update digraphe. / In the nature there exist numerous examples of complex dynamical systems: neural systems, communities, ecosystems, genetic regulatory networks, etc. These latest, in particular are of our interest and are often modeled by Boolean networks. A Boolean network can be viewed as a digraph, where the vertices correspond to genes or gene products, while the arcs denote interactions among them. A gene expression level is modeled by binary values, 0 or 1, indicating two transcriptional states, either active or inactive, respectively, and this level changes in time according to some local activation function which depends on the states of a set of nodes (genes). The joint effect of the local activation functions defines a global transition function; thus, the other element required in the description of the model is an update schedule which determines when each node has to be updated, and hence, how the local functions combine into the global one (in other words, it must describe the relative timings of the regulatory activities). Since a Boolean network with n vertices has 2^n global states, from a starting state, within a finite number of udpates, the network will reach a fixed point or a limit cycle, called attractors that are often associated to distinct phenotypes (cellular states) defined by patterns of gene activity. A regulatory Boolean network (REBN) is a Boolean network where each interaction between the elements of the network corresponds either to a positive or to a negative interaction. Thus, the interaction digraph associated to a REBN is a signed digraph where a circuit is called positive (negative) if the number of its negative arcs is even (odd). In this context, there are diverse studies about the importance of the positive and negative circuits in the dynamical behavior of different systems in Biology. Indeed the starting point of this Thesis is based on a result saying that the maximum number of fixed points of a REBN depends on a minimum cardinality vertex set whose elements intersects to all the positive cycles (also named a positive feedback vertex set) of the associated signed digraph. On the other hand, another important aspect of circuits is their role in the robustness of Boolean networks with respect to different deterministic update schedules. In this context a key mathematical element is the update digraph which is a labeled digraph associated to the network and whose labels on the arcs are defined as follows: an arc (u,v) is said to be positive if the state of vertex u is updated at the same time or after than that of v, and negative otherwise. Hence, a cycle in the labeled digraph is called positive (negative) if all its arcs are positive (negative). This leaves in evidence that talk of "positive" and "negative" has different meanings depending on the contex: signed digraphs or labeled digraphs. Thus, we will see in this thesis, relationships between feedback sets and the dynamics of Boolean networks through the analytical study of these two fundamental mathematical objects: the signed (connection) digraph and the update digraph.