Les Escherichia coli enterohémorragiques (EHEC) sont responsables de maladies graves comme la colitehémorragique (CH), le syndrome hémolytique et urémique (SHU) ou le purpura thrombotiquethrombocytopénique (PTT). Les infections humaines sont principalement dues à la consommationd’aliments contaminés, en particulier la viande d’origine bovine, le lait ou les légumes. Le principalréservoir naturel des EHEC est le tractus gastro-intestinal (TGI) des bovins. Les fèces de bovins sont, parconséquent, responsables de la contamination de plusieurs types d’aliments mais également de ladissémination environnementale de ces bactéries pathogènes. En relation avec cette problématique, lesdeux objectifs de ce projet étaient (i) de développer une nouvelle méthode d’immuno-capture pouraméliorer l’isolement des principaux sérogroupes de EHEC impliqués dans les infections humaines; et (ii)de développer un nouveau DFM (direct fed microbial) utilisable chez les bovins pour diminuer laprévalence des EHEC chez les animaux. Cette thèse a permis le développement d’une méthoded’immuno-capture basée sur l’utilisation d’une microplaque à 96 puits, coatée avec des anticorpsspécifiquement dirigés contre E. coli O157 ou d’autres sérogroupes. Cette méthode, appelée immunomicroplatecapture (IMC) est efficace et facile d’utilisation pour l’isolement de souches d’E. coli O157 ;O26 ; O103 et O111 dans les produits alimentaires. L’IMC pourrait être une alternative à l’utilisation desbilles immuno-magnétiques qui sont classiquement utilisées pour la détection des EHEC dans lesproduits alimentaires, mais qui représentent une technique longue et fastidieuse lors de l’analysesimultanée de nombreux échantillons. La seconde partie de cette thèse a permis de sélectionner 5souches de bactéries lactiques qui présentent une activité antagoniste vis-à-vis d’E.coli O157 et d’autressérogroupes in vitro. La résistance de ces souches aux conditions du tractus gastro-intestinal (conditionsacides, présence de sels biliaires, présence de jus de rumen) a été évaluée in vitro. Leur innocuité a étévérifiée chez des souris Balb-C par l’administration de chacune des souches incorporées à la nourriture(109 cfu/g). Enfin, la lyophilisation des souches n’a pas affecté leur activité antagoniste in vitro. Lesrésultats obtenus dans les différents tests in vitro suggèrent que les 5 souches pourraientpotentiellement être utilisées comme DFM chez les bovins pour diminuer la colonisation de leur TGI parles EHEC et par conséquent diminuer le risque de contamination des aliments et le risque dedissémination environnementale. / Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) are responsible for important diseases such as hemorrhagic colitis,hemolytic and uremic syndrome or thrombotic thrombocytopenic purpura. Human infections occurprincipally by consumption of contaminated food particularly beef meat, milk or vegetables. The mainnaturally reservoir of EHEC is the gastro-intestinal tract of cattle. Cattle feces are therefore responsiblefor contamination of various types of food but also environment dissemination of the pathogenicbacteria. Related to this problematic, the two objectives of this project were (i) to develop a newimmuno-capture method to improve the isolation of the main serogroups of EHEC involved in humaninfections in food; and (ii) to develop a new direct fed microbial usable in cattle to decrease prevalenceof EHEC in animals. This thesis allowed the development of an immuno-capture method based on theuse of 96-well microplates coated with specific antibody directed against E. coli O157 and otherserogroups. This method, called immuno-microplate capture (IMC) was efficient and user-friendly forthe isolation of E. coli O157; O26; O103 and O111 in foods. This could be an alternative to the use ofimmuno-magnetic beads which are currently used for the detection of EHEC in foods, but are timeconsumingand labor intensive when large number of samples is analyzed simultaneously. The secondpart of this thesis allowed the selection of 5 lactic acid bacteria strains which presented highantagonistic activity against E. coli O157 and other serogroups in vitro. Resistance of these strains togastro-intestinal conditions (acidic conditions, presence of bile salts and rumen fluid) was evaluated invitro. The safety of the 5 strains was checked in Balb-C mice by administration of each strain mixed infeed at 109 cfu/g. Finally, freeze-drying did not affect the antagonistic activity of the 5 strains, suggesteda possible large scale use of these strains. According to the various results obtained in vitro, the 5 strainscould potentially be used as DFM in cattle to decrease colonization of their gastro-intestinal tract byEHEC and consequently decrease the risk of food and environment contaminations.

La polarisation est le phénomène qui décrit les orientations des oscillations des ondes lumineuses qui sont limitées en direction. La lumière polarisée est largement utilisée dans le règne animal,à partir de la recherche de nourriture, la défense et la communication et la navigation. Le chapitre (1) aborde brièvement certains aspects importants de la polarisation et explique notre problématique de recherche. Nous visons à utiliser un capteur polarimétrique-catadioptrique car il existe de nombreuses applications qui peuvent bénéficier d'une telle combinaison en vision par ordinateur et en robotique, en particulier pour l'estimation d'attitude et les applications de navigation. Le chapitre (2) couvre essentiellement l'état de l'art de l'estimation d'attitude basée sur la vision.Quand la lumière non-polarisée du soleil pénètre dans l'atmosphère, l'air entraine une diffusion de Rayleigh, et la lumière devient partiellement linéairement polarisée. Le chapitre (3) présente les motifs de polarisation de la lumière naturelle et couvre l'état de l'art des méthodes d'acquisition des motifs de polarisation de la lumière naturelle utilisant des capteurs omnidirectionnels (par exemple fisheye et capteurs catadioptriques). Nous expliquons également les caractéristiques de polarisation de la lumière naturelle et donnons une nouvelle dérivation théorique de son angle de polarisation.Notre objectif est d'obtenir une vue omnidirectionnelle à 360 associée aux caractéristiques de polarisation. Pour ce faire, ce travail est basé sur des capteurs catadioptriques qui sont composées de surfaces réfléchissantes et de lentilles. Généralement, la surface réfléchissante est métallique et donc l'état de polarisation de la lumière incidente, qui est le plus souvent partiellement linéairement polarisée, est modifiée pour être polarisée elliptiquement après réflexion. A partir de la mesure de l'état de polarisation de la lumière réfléchie, nous voulons obtenir l'état de polarisation incident. Le chapitre (4) propose une nouvelle méthode pour mesurer les paramètres de polarisation de la lumière en utilisant un capteur catadioptrique. La possibilité de mesurer le vecteur de Stokes du rayon incident est démontré à partir de trois composants du vecteur de Stokes du rayon réfléchi sur les quatre existants.Lorsque les motifs de polarisation incidents sont disponibles, les angles zénithal et azimutal du soleil peuvent être directement estimés à l'aide de ces modèles. Le chapitre (5) traite de l'orientation et de la navigation de robot basées sur la polarisation et différents algorithmes sont proposés pour estimer ces angles dans ce chapitre. A notre connaissance, l'angle zénithal du soleil est pour la première fois estimé dans ce travail à partir des schémas de polarisation incidents. Nous proposons également d'estimer l'orientation d'un véhicule à partir de ces motifs de polarisation.Enfin, le travail est conclu et les possibles perspectives de recherche sont discutées dans le chapitre (6). D'autres exemples de schémas de polarisation de la lumière naturelle, leur calibrage et des applications sont proposées en annexe (B).Notre travail pourrait ouvrir un accès au monde de la vision polarimétrique omnidirectionnelle en plus des approches conventionnelles. Cela inclut l'orientation bio-inspirée des robots, des applications de navigation, ou bien la localisation en plein air pour laquelle les motifs de polarisation de la lumière naturelle associés à l'orientation du soleil à une heure précise peuvent aboutir à la localisation géographique d'un véhicule / Polarization is the phenomenon that describes the oscillations orientations of the light waves which are restricted in direction. Polarized light has multiple uses in the animal kingdom ranging from foraging, defense and communication to orientation and navigation. Chapter (1) briefly covers some important aspects of polarization and explains our research problem. We are aiming to use a polarimetric-catadioptric sensor since there are many applications which can benefit from such combination in computer vision and robotics specially robot orientation (attitude estimation) and navigation applications. Chapter (2) mainly covers the state of art of visual based attitude estimation.As the unpolarized sunlight enters the Earth’s atmosphere, it is Rayleigh-scattered by air, and it becomes partially linearly polarized. This skylight polarization provides a significant clue to understanding the environment. Its state conveys the information for obtaining the sun orientation. Robot navigation, sensor planning, and many other applications may benefit from using this navigation clue. Chapter (3) covers the state of art in capturing the skylight polarization patterns using omnidirectional sensors (e.g fisheye and catadioptric sensors). It also explains the skylight polarization characteristics and gives a new theoretical derivation of the skylight angle of polarization pattern. Our aim is to obtain an omnidirectional 360 view combined with polarization characteristics. Hence, this work is based on catadioptric sensors which are composed of reflective surfaces and lenses. Usually the reflective surface is metallic and hence the incident skylight polarization state, which is mostly partially linearly polarized, is changed to be elliptically polarized after reflection. Given the measured reflected polarization state, we want to obtain the incident polarization state. Chapter (4) proposes a method to measure the light polarization parameters using a catadioptric sensor. The possibility to measure the incident Stokes is proved given three Stokes out of the four reflected Stokes. Once the incident polarization patterns are available, the solar angles can be directly estimated using these patterns. Chapter (5) discusses polarization based robot orientation and navigation and proposes new algorithms to estimate these solar angles where, to the best of our knowledge, the sun zenith angle is firstly estimated in this work given these incident polarization patterns. We also propose to estimate any vehicle orientation given these polarization patterns. Finally the work is concluded and possible future research directions are discussed in chapter (6). More examples of skylight polarization patterns, their calibration, and the proposed applications are given in appendix (B). Our work may pave the way to move from the conventional polarization vision world to the omnidirectional one. It enables bio-inspired robot orientation and navigation applications and possible outdoor localization based on the skylight polarization patterns where given the solar angles at a certain date and instant of time may infer the current vehicle geographical location.

Pas de résumé / The thesis investigated the development of children’s global/local processing hierarchical patterns introduced by Navon (1977). The objectives were to understand more comprehensively the developmental characteristics of children’s perception through their global and local processing of hierarchical patterns, by considering the effects of age, stimuli properties, duration of exposure to the stimuli and gender in a perceptual task and a drawing task. These effects were tested in 3 different populations: typically developing children, children with mental retardation and early blind children. The results revealed that typically developing children attended to both the local and global level of processing but these modes of spatial information processing operated independently. In a first step, children before 4 years of age showed dominance of local processing and then a more global processing developed at 4 years of age, and at 5 years of age integrated responses began to emerge. Early blind children showed similar developmental characteristics, although there was a protracted period of local processing dominance. Indeed, these children mainly produced local responses at ages of between 6 and 10 years, and then developed more global responses at 11-12 years and continued to integrate the two levels of analysis at later ages. On the other hand, global dominance was shown in children with mental retardation and their development was affected more by mental age than by chronological age. Moreover, their responses were shown to be sensitive to the fact that meaningful object could be located at the local level, enhancing local processing in this case. These results need further confirmations as the studies of global/local processing in atypical children are not numerous. In particular, the effect of duration of exposure to the stimuli should be further analyzed, because this factor did not seem to have a great effect in our experiments while it seemed more powerful in other studies carried out with adults. Replication of the study with children with mental retardation appears also important to plan for future work, because we can have some doubt relatively the absence of modification through ages of the way these children perceive hierarchical patterns. Finally, defining more precisely what may underlie the gender differences seems also worth to explore since gender did not show a major effect in our results.

Pas de résumé en français / Being compared with oxide glasses, chalcogenide glasses have fine infrared transmissivity and higher optical nonlinearity, and also could be drawn into optical fibers. So chalcogenide glasses and fibers have potential wide applications in the fields of all-optical information processing, infrared lasers, nonlinear optical devices, and so on, the studies of their optical nonlinearity are one of the attractive subjects in the area of optoelectronics at present. The main purpose of this paper is to improve the stability and enhance the intensity of nonlinearity in chalcogenide glasses and fibers by means of exploring new glass compositions, optimizing the external field poling method, designing and fabricating fibers with special structures, all of these will promote their real applications. The main results are concluded as follows . The glass-forming region of GeS2-GA2S3-AgX (X=Cl, Br, I) and GeS2-Ga (In)2S3-CuI systems were determined , the maximal content of the additive halides are 70% and 12% respectively. In both two systems glasses, with the increasing addition of halides, the thermal stability reduce, density and linear refractive index increase, the ultraviolet cut-off edges shift to longer wavelength, while the infrared cut-off edges keep almost the same. 30GeS2 35Ga2S3 35AgCl and 47.5GeS2 17.5Ga2S3 35AgCl surface- and bulk-crystallized glasses that contain AgGaGeS4 nonlinear optical crystallites were prepared. Obvious second harmonic generation (SHG) could be observed in these crystallized glasses, and their intensity relate to the distribution and size of the precipitated AgGaGeS4 crystals, the maximal second-order nonlinearity coefficients is as high as 12.4pm/V. These crystallized glasses have good chemical and SHG stability. For GeS2-Ga (In)2S3-CuI systems glasses, due to their small glass-forming region, they are not suit for the preparation of crystallized glasses that contain CuGaS2 or CuInS2 nonlinear optical crystals. According to the structural studies of two system glasses, the main structural units of theses glasses are [YS4-xXx] (Y=Ge, Ga, In. X=Cl, Br, I) mixed anion tetrahedrons, they form a three-dimensional glassy network through bridging sulphur bonds. When the contents of halides MX(M=Ag, Cu. X=Cl, Br, I) are low, some [XxS3-xGe(Ga)S3-xXx] (X=Cl, Br, I) mixed ethane-like structural units exist in the glass network, and they will gradually transform to [YS4-xXx] (Y=Ge, Ga, In. X=Cl, Br, I) mixed anion tetrahedrons with the increasing content of halides, till totally disappear. Both two system glasses have ultrafast (~150fs) third-order optical nonlinearity and reverse saturation absorption, they belong to self-focusing medium. The third-order optical nonlinearity mainly originate from the distortion of electron cloud of Y-X (Y=Ge, Ga, In, X=Cl, Br, I, S) bonds in the structural units. For GeS2-GA2S3-AgX (X=Cl, Br, I) system glasses, the largest nonlinear susceptibility n2 is 10.50x10-18 m/W, the smallest figure of merit (FOM) is 0.606. In addition, the relation of n2 with n0 do not obey Miller’s rule, but in accordance with the structural variation. Among the glass compositions with different additive halogens, Br-containing glasses have relatively best third-order nonlinearities. For GeS2-Ga (In)2S3-CuI system glasses, the largest nonlinear susceptibility n2 is 9.37x10-18 m/W, the smallest figure of merit (FOM) is 2.237. High purity AS2S3 glass performs and low loss single index fibers with diameter of 100~400µm that drawn form these performs were prepared, the transmission losses between 2~6 µm is only 0.5dB/m. AS2S3 tapered fibers have a uniform diameter of taper wasit, fine surface smoothness, and sharp taper transition part.

Comprendre la dynamique locale des protéines dans leur état natif (structure repliée etfonctionnelle) est essentiel pour comprendre leur dynamique globale et leur fonction biologique. Aucours de cette thèse, nous avons étudié la dynamique locale de plusieurs petites protéines enmesurant les fluctuations de sondes locales le long de la séquence d’acide aminé de ces protéines.Nous avons essayé de comprendre la dynamique de ces sondes locales, comment celles-ci serelaxaient entre leurs différentes conformations, comment leurs fluctuations étaient corrélées lesunes aux autres et comment peuvent-elles être reliées à la fonction biologique des protéines.Dans les trois premiers chapitres, nous introduisons les concepts du mouvement Browniende rotation libre, de la spectroscopie par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) et de ladynamique moléculaire (DM). Dans les chapitres 4 et 5, nous avons étudié la dynamique desliaisons amides de la chaine principale (backbone) des protéines sur leurs paysages d’énergie libre.Dans le chapitre 4, nous avons démontré que les fluctuations des liaisons amide dubackbone de la protéine VA3 sont décrites par une diffusion rotationnelle anormale plutôt que parune diffusion rotationnelle libre généralement utilisée pour interpréter les données RMN enrelaxation de spins et en couplage résiduel dipolaire. [...] Dans le chapitre 5, nous avons démontré la diffusion rotationnelle anormale de ces liaisons jusqu’à une échelle de temps de 100 ns en utilisant dix simulations de DM de 1 μs de la protéineUbiquitine. Nous avons aussi étudié la convergence des paramètres RMN extraits des trajectoiresde DM en fonction de leur durée. [...] Dans le chapitre 6, nous avons réalisé une l’étude de la corrélation entre les mouvements du backbone et des chaines latérales des protéines. [...] Dans la première partie du dernier chapitre de cette thèse, nous avons étudié l’évolution de la corrélation dynamique entre les chaines latérales et la chaine principale d’une protéine durant des évènements de dépliement/repliement. Pour cette étude préliminaire, nous avons utilisé unesimulation de DM d’un « ultra-fast folder » nommé Trp-cage réalisée à 380K. Nous avons confirméles résultats précédemment trouvés pour les protéines dans leur état natif. Nous avons observél’augmentation de la corrélation entre les séries temporelles yn(t) and δn(t) pendant un évènementde dépliement caractérisé par la sortie du tryptophane de sa cage. Un paramètre stérique s aégalement été défini afin de quantifier les intéractions des chaines latérales avec leurenvironnement. Dans une seconde partie de ce dernier chapitre, nous présentons une étudepréliminaire du dépliement d’un « downhill folder » nommé gpW sous contrainte d’une force. Pourcaractériser le dépliement de la protéine gpW, nous avons calculé les chemical shifts des atomes Cª et Hⁿ du backbone le long de sa séquence en fonction d’une coordonnée réactionnelle choisie comme étant la distance entre les Cª de résidus C- et N- terminaux. Nous avons démontré qu’il était difficile de discerner un comportement particulier à partir des tous les chemical shifts en fonction de la distance. Cependant, en moyennant la valeur des chemical shifts en sur tous lesrésidus de la protéine nous trouvons que l’évolution de cette valeur moyenne en fonction de ladistance permettait de décrire les évènements du dépliement de la protéine en fonction de lacoordonnée de réaction durant la simulation de DM / Understand the local dynamics of proteins in their native state, i.e. in their folded functionalstructure, is a prerequisite to understand their global dynamics and their biological function. In thepresent thesis, we investigated the local dynamics of several small proteins by recording thefluctuations of local probes along the amino-acid sequence of those proteins. We tried tounderstand the dynamics of the local probe, i.e. how they relax between their differentconformations, how their fluctuations are correlated to each other, how their fluctuations arerelated to the function of the proteins. In the first three chapters, we introduced the concepts of the free rotational Brownian motion, of the Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy and of the Molecular Dynamics (MD)simulations. In chapters 4 and 5, we studied the dynamics of the backbone amide bonds of theproteins on their free-energy landscape. In chapter 4, we demonstrated that the fluctuations of the backbone amide bonds of the protein VA3 are described by a rotational anomalous diffusion rather than by a free rotationaldiffusion, as often assumed in the interpretation of the raw NMR-measured data (Spin relaxation(SR) data and Residual Dipolar Coupling (RDC) data. [...] In chapter 5, we demonstrated the anomalous diffusion of backbone amide bonds up to 100 ns by using ten MD trajectories of 1 μs of duration for the protein ubiquitin. We also studied the convergence of the NMR-derived parameters extracted from the MD trajectories in function of their duration. [...] In chapter 6, we addressed the question of the correlation between the motions of the side chains and main chain of a protein. [...] In the first part of the final chapter of the present thesis, we investigated the evolution of the correlation between the side-chain and the main-chain motions of a protein during unfolding/folding events. In this preliminary work, we used a single MD simulation of the ultrafast folder Trp-cage performed at 380 K. We confirmed the results found for proteins in theirnative state. We observed an increase of the correlation between the two time series yn(t) and δn(t) during an unfolding event characterized, here, by the exit of the TRP residue of its “cage”.A steric parameter s was also defined in order to quantify interactions of the amino-acid side chainwith its environment. In a second part of the last chapter, we present a preliminary study of theunfolding of the downhill folder gpW under a mechanical force. To characterized the unfolding ofgpW, we computed the chemical shift of the Cª and of the Hⁿ atoms along the amino-acidsequence of the protein in function of a reaction coordinate: the distance, rCªCª , between the Cª atoms of the N and C terminal residues. We demonstrated that it is hard to distinguish a typical behavior of all the chemical shift of all the residues along the amino-acid sequence in function of the distance rCªCª . However, by averaging the chemical shift over all the residues of the protein we found that the evolution of the average value of the chemical shift described the unfolding eventsof the protein during the MD simulations

Pas de résumé en français / The goal of this research was the synthesis and spectroscopic, structural andphysical-chemical characterization of cyclic 6- and 7-membered hydroxamicacids, a tetrahydroxamic calix[4]arene-based tetrapodal receptor, and their metalcomplexes with trivalent and tetravalent metal cations. They were characterizedby several techniques such as 1H and 13C NMR, IR, and mass spectroscopies,single crystal X-ray analysis, and potentiometry. Cyclic hydroxamic acids arefound in a few mix siderophores but their coordination properties were stillunknown. The structural features of metal complexes formed with Fe(III),Ga(III), Ce(IV), Zr(IV), Hf(IV), U(IV) and U(VI) have been investigated both inthe solid state and in solution. The synthesis and complexation studies of anoriginal calix[4]arene-based tetrapodal receptor is described. Reactionparameters for all key steps in the synthetic route have been optimized. Thesingle X-ray crystal analysis of benzyl-protected receptor was obtained.Complexation studies with zirconium(IV) and hafnium(IV) evidenced theformation of two metal two ligand complexes rather than 1:1 species, whichwere shown to interact in solution with a third alkali cation