Cette thèse concerne la reconstruction tridimensionnelle d'objets à partir d'images prises par des caméras. Le schéma classique s'appuie sur un calibrage hors ligne des caméras. Ce calibrage n'est pas toujours possible et des applications dynamiques requièrent en général fréquemment une mise à jour du calibrage au vol. Il est donc clairement souhaitable de pouvoir s'affranchir du besoin d'un calibrage hors ligne. Dans cette thèse, nous nous concentrons d'une part sur des méthodes de reconstruction non calibrée et d'autre part sur le concept de calibrage en ligne ou auto-calibrage. Nous tâchons d'obtenir des mesures tridimensionnelles même avec des images prises par des caméras non calibrées. Les informations obtenues ne sont pas de nature métrique, mais elles sont néanmoins exploitables pour des tâches de reconnaissance d'objets ou d'asservissement de robots. Nous avons développé plusieurs méthodes pratiques pour la reconstruction tridimensionnelle non calibrée. L'auto-calibrage ou calibrage en ligne consiste à calibrer une caméra uniquement à partir d'images d'objets inconnus. Les images prises au cours d'une application peuvent donc être utilisées simultanément pour l'application elle-même et pour le calibrage de la caméra. Notre contribution majeure dans ce domaine est une étude des conditions de dégénérescence qui s'avèrent apparaître fréquemment en pratique. Plus précisément, nous identifions tous les types de mouvements de caméra qui prohibent l'auto-calibrage.

Bien que les annonces soient généralement présentées en écran publicitaire c’est-à-dire en un bloc ininterrompu d’annonces, peu de recherches ont pris en compte ce « contexte rapproché » (le contexte immédiat d’une annonce étant les autres annonces qui l’entourent). L’objectif de cette recherche est donc de tenter de mieux comprendre les nombreuses interactions et influences qui se produisent au sein d’une séquence publicitaire et d’étudier si une ou plusieurs annonces peuvent créer un « climat » pour les publicités suivantes qui pourrait améliorer ou réduire les effets de celles-ci. Dans ce cadre, cette recherche s’est centrée sur l’influence des effets de contexte sur les réactions affectives déclenchées par les annonces en d’autres termes sur l’existence d’effets de séquence affectifs au sein d’un écran publicitaire. Etant donné l’absence de littérature spécifique en marketing, plusieurs théories issues de la psychologie (théorie de l’assimilation-contraste, théorie de l’adaptation, théories de l’humeur, théorie du transfert affectif) ont été utilisées pour construire un cadre théorique capable de prédire l’occurrence des différents effets de séquence affectifs potentiels (assimilation, contraste, adaptation et inhibition) au sein de l’écran publicitaire. Les hypothèses proposées ensuite se sont centrées soit sur les effets de proaction (effets des annonces précédentes) soit les effets de rétroaction (effets des annonces suivantes). En outre, les hypothèses ont été rédigées afin de mettre en évidence l’importance de chacune des trois caractéristiques principales des réactions affectives à savoir l’intensité, la polarité et le contenu. La méthodologie présidant à la validation des hypothèses de recherche repose sur la mise en place d’un protocole expérimental rigoureux (procédures de pré-test des stimuli publicitaires, constitution de groupes « équivalents » de sujets sur base de caractéristiques marketing, psychologiques et socio-démographiques, utilisation de plusieurs méthodes - décodage des expressions faciales, moniteur des réactions affectives, échelles verbales - pour mesurer les réactions affectives effectivement déclenchées par les annonces lorsqu’elles sont en contexte). A l’issue d’une vaste étude (sur 500 personnes) constituée de 4 expérimentations menées en laboratoire sur les effets de séquence, il a ainsi été montré que les réactions affectives déclenchées par les annonces environnantes (qu’elles soient placées avant ou après l’annonce-cible) pouvaient dans certaines circonstances avoir une influence sur les réactions affectives effectivement induites par l’annonce-cible et par conséquent sur l’efficacité publicitaire de celle-ci. Différents types d’effet de séquence affectif ont été observés (effet d’assimilation, effet de contraste, effet d’adaptation, effet d’inhibition). Cette étude a permis de souligner qu’il était indispensable de tenir compte à la fois de la polarité et de l’intensité des réactions affectives induites afin d’être à même de prédire quel type d’effet de séquence est susceptible d’être observé. En outre, de nombreuses variables caractéristiques tant de l’individu ou de l’annonce que de l’environnement sont susceptibles d’influer sur ce type d’effets ou d’interagir avec lui. Finalement, de nombreuses implications tant théoriques et méthodologiques que managériales ont été mises en évidence et des voies de recherches futures sont ouvertes. Despite the importance of the affective stream of research in the advertising literature and the fact that most of the commercials are run in pods, the effect of the position in a sequence on affective reactions elicited by commercials has been understudied. The goal of this dissertation is to break new ground to understand this complex phenomenon. The central problem of this research is the effects of commercials as contexts for other commercials. How commercials will create a specific context for other commercials embedded in the same pod since the closest advertising context of a commercial is in fact the other ads of the string We are especially interested in the influence of context effects on the affective reactions elicited by the ads, in other words, in the existence of affective sequence effects in a pod. Given the scarcity of research devoted to affective sequence effects and of specific marketing literature, we need to build on other research streams or psychological theories to constitute the conceptual framework (the assimilation-contrast theory, mood theories, priming research, excitation transfer theory, adaptation theory) and in order to try to understand and predict the four potential affective sequence effects (spillover, assimilation, contrast and adaptation effect). The research hypotheses examine both proaction effect (the effect of preceding ads) or retroaction effect (the effect of succeeding ads) and stress the importance of taking into account each of the three characteristics of the affective reactions (i.e., polarity, intensity and content). The methodology and the experimental design used to validate the research hypotheses are extremely rigorous (pretesting phase, check of the groups equivalence based on marketing, socio-demographical and psychological variables, use of three complementary methods in order to measure the ad-induced affective reactions (emotional facial expressions coding, feelings monitor and post-facto verbal measurement)). The results obtained in our four laboratory experiments (n = 500) show that when commercials are aired in a pod, sequence effects are clearly observed. This is a core contribution of this dissertation. In terms of ad effectiveness, if the affective context has no clear direct effect on the attitude toward the ad, it has for some ads an effect on the relationship between the affective reactions elicited and Aad. Several types of affective sequence effects have been observed (assimilation, contrast, adaptation and spillover effect). The importance of taking into account simultaneously the intensity and the polarity of affective reactions induced to determine which type of sequence effects is likely to be observed is also stressed. Moreover, due to the complexity of the phenomenon, numbers of variables (personal as well as contextual) are likely to impact on the type of observed effects and to interact with these effects. Finally, the discussion and conclusions chapter offers a discussion of the results, reminds of some limitations and develops on implications of the current study as well as avenues for future research.

Dans le contexte économique actuel, il faut proposer des produits personnalisés dequalité, à faible coût et dans des délais de plus en plus courts. La société MABI a choisi devoir chacune de ces contraintes comme une opportunité de repenser ses produits en misantsur l'innovation. Il faut alors optimiser certaines tâches routinières d'ingénierie afin dedégager du temps pour la conception des nouveaux produits. Le travail de recherche réalisés'inscrit dans le cadre d'une thèse en convention CIFRE en partenariat entre la société MABIet le laboratoire IRTES-M3M de l'UTBM. MABI conçoit, assemble, commercialise et assurele service après-vente de produits propres dans le domaine de la protection et la rénovationdes bâtiments. Ses besoins d'amélioration concernent le processus de développement deproduits qui doivent répondre aux besoins des clients tout en respectant des contraintesd'assemblage spécifiques à l'entreprise. La finalité industrielle de la thèse consiste à décliner au niveau du domaine du" Produit ", la méthodologie générique élaborée sur la base de notre travail de recherchescientifique. A ce niveau, notre problématique scientifique consiste à rendre opérationnel etdynamique le modèle Multi-Domaines et Multi-Vues (MD-MV), structuré de manière "plutôtstatique", en y apportant des éléments de raisonnement contribuant à créer des interactionsinter-domaines et inter-points de vue. Pour ce qui est du domaine du " Produit ", il endécoule la méthodologie FARD (Functional And Robust Design) qui vise à concevoir et àgénérer rapidement l'ensemble des variantes de produits d'une même famille modulaire touten assurant le respect des besoins clients (conception fonctionnelle) et des contraintesd'assemblage à travers une aide à la décision pour le choix de la séquence d'assemblage,contribuant ainsi à créer une interaction dynamique avec le domaine du " Process ". Quatrethèmes de recherche sont abordés : la modularité, la conception fonctionnelle, la conceptionpour l'assemblage (dès les phases amont du processus de conception) et la simulation(accélérée grâce au paramétrage du maillage). Habituellement, le domaine de la modularitéest souvent associé à celui de la conception fonctionnelle ou encore à celui de la conceptionpour l'assemblage, mais rarement les trois ensemble, ce qui constitue la spécificité de nostravaux. Enfin, l'aspect paramétrique de la méthodologie FARD, à travers les liens établisentre les quatre thèmes de recherche évoqués précédemment, rend possible la générationrapide des produits d'une même famille à partir d'un produit générique et ainsi de gagner dutemps de conception, en vue d'atteindre nos objectifs de conception routinière " HautementProductive ". Trois cas d'études industriels et académiques illustrent l'application et lafaisabilité la méthodologie FARD...

Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

L'alignement de macromolécules biologiques comme les protéines, l'ADN ou encore l'ARN est une problématique biologique et bio-informatique qui a pour but de révéler une partie des mystères du fonctionnement des cellules, constituants des êtres vivants. Les ARN non-codant sont des macromolécules intervenant dans le métabolisme de tout être vivant et les deux problématiques majeurs les concernant sont: la prédiction de leur structure pour mieux comprendre leur fonctionnement et leur détection dans des bases de données ou des génomes. L'une des approches: l'alignement structure-séquence d'ARN, répond à ces deux problématiques. Le problème d'alignement structure-séquence consiste à aligner une structure connue d'un premier ARN avec la séquence d'un deuxième ARN.La structure est représentée sous la forme d'un graphe ou de façon équivalente sous la forme d'une séquence arc-annotées et la séquence représente la suite des nucléotides de l'ARN.Pour résoudre ce problème, nous cherchons à optimiser l'alignement selon une fonction de coût. C'est donc un problème d'optimisation, qui malheureusement se révèle NP-Difficile.En conséquence différents travaux définissent des classes d'instances réduites pour lesquelles ils proposent des algorithmes spécifiques mais à complexités polynomiales.Les travaux de ma thèse unifient et la généralisent les approches précédentes par la construction d'un algorithme à complexité paramétrée non spécifique à une classe d'instances. En utilisant cet algorithme, il est possible de résoudre le problème d'alignement structure-séquence pour toutes les instances possibles, et aussi efficacement que les précédentes approches sur leur domaine de résolution respectif. Cet algorithme utilise une technique empruntée à la théorie des graphes: la décomposition arborescente, c'est-à-dire qu'il transforme la structure donnée en une décomposition arborescente et c'est ensuite cette décomposition qui est alignée avec la séquence donnée. L'alignement entre une décomposition arborescente et une séquence se fait par programmation dynamique.Sa mise en place a nécessité une reformulation du problème ainsi qu'une modification importante de l'utilisation classique de la programmation dynamique pour les décompositions arborescentes. Au final, cela conduit à un algorithme paramétré dont le paramètre est entièrement lié à la décomposition arborescente. La construction des décompositions arborescentes pour lesquelles l'alignement s'effectuera plus le efficacement possible est malheureusement un problème lui aussi NP-Difficile. Néanmoins, nous avons créé une heuristique de construction de décompositions adaptée aux structures d'ARN.Nous avons alors défini des nouvelles classes de structures pour lesquelles notre algorithme (décomposition et alignement) possède une faible complexité. Ces classes incluent notamment toutes les autres classes précédemment définies et la complexité de notre algorithme est au moins aussi faible que celles des algorithmes spécifiques sur leurs classes de structures respectives. Ces classes de structures représentent la majorité des structures connues et contiennent de nombreux éléments importants jusqu'alors non pris en compte (tel que les motifs tertiaires d'ARN). Le problème de l'alignement structure-séquence tente de répondre aux problématiques de prédictions de structures et de recherche d'ARN. Néanmoins, la qualité des résultats obtenus par sa résolution dépendent de la fonction de coût utilisée. Durant ma thèse j'ai commencé la mise place de la construction par apprentissage d'une nouvelle fonction de coût, adaptée aux nouvelles classes de structures que nous avons défini. Enfin de par la nature de l'algorithme, le travail réalisé permet des améliorations non négligeables, en terme de qualité des résultats et de rapidité de calcul comme la recherche de solution sous-optimales ou l'utilisation de l'algorithme au sein d'heuristiques dérivées d'heuristiques classiques.

Les domaines PDZ reconnaissent des motifs C-terminaux (PBMs), à l'origine de nombreuses interactions qui sont souvent impliquées dans la régulation de la polarité cellulaire. Dans cette thèse, nous avons étudié divers aspects de la spécificité des interactions PDZ-PBM. Nous avons mis en évidence les faibles performances de deux prédicteurs d'interaction entre PDZs et PBMs, considérés sous leurs formes les plus courtes. Ensuite, nous avons développé des protocoles basés sur les méthodes BIAcore et HoldUp pour valider expérimentalement et à grande échelle des prédicteurs d'interaction PDZ-PBM et pour étudier l'influence du contexte de séquence (comme les séquences flanquantes ou les domaines voisins) des PDZs et des PBMs sur l'affinité et la spécificité de leurs interactions. Nous avons identifié des interactions potentielles impliquant les protéines humaines à PDZ MAGI1 et SCRIB soulignant leur implication dans les réseaux de signalisation des protéines G. Une revue de la littérature, combinée avec nos propres résultats, a révélé des mécanismes par lesquels le contexte de séquence influence les affinités et spécificités des interactions impliquant les PDZs. Nous avons discuté ces mécanismes dans une revue publiée. Les connaissances obtenues à partir de cette thèse pourront influencer positivement de futures études sur les interactions PDZ-PBM, en particulier, et sur les interactions domaine-motif linéaire en général.

Dans un premier temps, nous avons modélisé la structure d’une famille d’ARN avec une grammaire de graphes afin d’identifier les séquences qui en font partie. Plusieurs autres méthodes de modélisation ont été développées, telles que des grammaires stochastiques hors-contexte, des modèles de covariance, des profils de structures secondaires et des réseaux de contraintes. Ces méthodes de modélisation se basent sur la structure secondaire classique comparativement à nos grammaires de graphes qui se basent sur les motifs cycliques de nucléotides. Pour exemplifier notre modèle, nous avons utilisé la boucle E du ribosome qui contient le motif Sarcin-Ricin qui a été largement étudié depuis sa découverte par cristallographie aux rayons X au début des années 90. Nous avons construit une grammaire de graphes pour la structure du motif Sarcin-Ricin et avons dérivé toutes les séquences qui peuvent s’y replier. La pertinence biologique de ces séquences a été confirmée par une comparaison des séquences d’un alignement de plus de 800 séquences ribosomiques bactériennes. Cette comparaison a soulevée des alignements alternatifs pour quelques unes des séquences que nous avons supportés par des prédictions de structures secondaires et tertiaires. Les motifs cycliques de nucléotides ont été observés par les membres de notre laboratoire dans l'ARN dont la structure tertiaire a été résolue expérimentalement. Une étude des séquences et des structures tertiaires de chaque cycle composant la structure du Sarcin-Ricin a révélé que l'espace des séquences dépend grandement des interactions entre tous les nucléotides à proximité dans l’espace tridimensionnel, c’est-à-dire pas uniquement entre deux paires de bases adjacentes. Le nombre de séquences générées par la grammaire de graphes est plus petit que ceux des méthodes basées sur la structure secondaire classique. Cela suggère l’importance du contexte pour la relation entre la séquence et la structure, d’où l’utilisation d’une grammaire de graphes contextuelle plus expressive que les grammaires hors-contexte. Les grammaires de graphes que nous avons développées ne tiennent compte que de la structure tertiaire et négligent les interactions de groupes chimiques spécifiques avec des éléments extra-moléculaires, comme d’autres macromolécules ou ligands. Dans un deuxième temps et pour tenir compte de ces interactions, nous avons développé un modèle qui tient compte de la position des groupes chimiques à la surface des structures tertiaires. L’hypothèse étant que les groupes chimiques à des positions conservées dans des séquences prédéterminées actives, qui sont déplacés dans des séquences inactives pour une fonction précise, ont de plus grandes chances d’être impliqués dans des interactions avec des facteurs. En poursuivant avec l’exemple de la boucle E, nous avons cherché les groupes de cette boucle qui pourraient être impliqués dans des interactions avec des facteurs d'élongation. Une fois les groupes identifiés, on peut prédire par modélisation tridimensionnelle les séquences qui positionnent correctement ces groupes dans leurs structures tertiaires. Il existe quelques modèles pour adresser ce problème, telles que des descripteurs de molécules, des matrices d’adjacences de nucléotides et ceux basé sur la thermodynamique. Cependant, tous ces modèles utilisent une représentation trop simplifiée de la structure d’ARN, ce qui limite leur applicabilité. Nous avons appliqué notre modèle sur les structures tertiaires d’un ensemble de variants d’une séquence d’une instance du Sarcin-Ricin d’un ribosome bactérien. L’équipe de Wool à l’université de Chicago a déjà étudié cette instance expérimentalement en testant la viabilité de 12 variants. Ils ont déterminé 4 variants viables et 8 létaux. Nous avons utilisé cet ensemble de 12 séquences pour l’entraînement de notre modèle et nous avons déterminé un ensemble de propriétés essentielles à leur fonction biologique. Pour chaque variant de l’ensemble d’entraînement nous avons construit des modèles de structures tertiaires. Nous avons ensuite mesuré les charges partielles des atomes exposés sur la surface et encodé cette information dans des vecteurs. Nous avons utilisé l’analyse des composantes principales pour transformer les vecteurs en un ensemble de variables non corrélées, qu’on appelle les composantes principales. En utilisant la distance Euclidienne pondérée et l’algorithme du plus proche voisin, nous avons appliqué la technique du « Leave-One-Out Cross-Validation » pour choisir les meilleurs paramètres pour prédire l’activité d’une nouvelle séquence en la faisant correspondre à ces composantes principales. Finalement, nous avons confirmé le pouvoir prédictif du modèle à l’aide d’un nouvel ensemble de 8 variants dont la viabilité à été vérifiée expérimentalement dans notre laboratoire. En conclusion, les grammaires de graphes permettent de modéliser la relation entre la séquence et la structure d’un élément structural d’ARN, comme la boucle E contenant le motif Sarcin-Ricin du ribosome. Les applications vont de la correction à l’aide à l'alignement de séquences jusqu’au design de séquences ayant une structure prédéterminée. Nous avons également développé un modèle pour tenir compte des interactions spécifiques liées à une fonction biologique donnée, soit avec des facteurs environnants. Notre modèle est basé sur la conservation de l'exposition des groupes chimiques qui sont impliqués dans ces interactions. Ce modèle nous a permis de prédire l’activité biologique d’un ensemble de variants de la boucle E du ribosome qui se lie à des facteurs d'élongation. / Initially, we modeled the structure of an RNA family with a graph grammar to identify sequences that correspond to it. Several other modeling approaches have been developed to derive sequences, such as stochastic context-free grammars, covariance models, secondary structures profiles and constraint networks. These modeling methods are based on secondary structure compared to our graph grammars which are based on the nucleotide cyclic motifs. To exemplify our graph grammar model, we used the loop E of the ribosome that contains the Sarcin-Ricin motif that has been widely studied since its discovery by X-ray crystallography in the early 90s. We built a graph grammar for the structure of the Sarcin-Ricin motif and derived the sequences that correspond to it. The biological relevance of these sequences is supported by an alignment of 800 bacterial ribosomal sequences. This comparison raised alternative alignments for some of the sequences that we supported by predictions of secondary and tertiary structures. According to a new tertiary structure, those alternative alignments accommodate the new derived sequences. The nucleotide cyclic motifs used in the grammar were observed by members of our laboratory in RNA tertiary structures that were solved experimentally. We study the sequences and tertiary structures of the nucleotide cyclic motifs of the Sarcin-Ricin motif. This study suggests that the space of sequences depends heavily on interactions between all nucleotides in the nearby three-dimensional space and not only between two adjacent base pairs. We compare the number of sequences generated by the graph grammar with non contextual methods and our graph grammar generates less sequences. This suggests the importance of context for the relationship between sequence and structure, hence the use of a contextual graph grammar is more expressive than context-free grammars. The graph grammars we used include the tertiary structure but neglect the interactions with extra-molecular factors, such as other macromolecules or ligands. In a second stage and to take into account these interactions, we developed a model incorporating the positioning of chemical groups on the surface of the tertiary structures. The assumption being that the chemical groups that are conserved on the surface of the RNA in active sequences are more likely to be involved in interactions with extra-molecular factors. Continuing with the example of the loop E, we searched the groups that could be involved its interactions with elongation factors. Knowledge of the groups involved in the important interactions serves to predict by three-dimensional modeling new sequences that have potentials to realize these interactions and thus the same function. There are few models that have been developed to address this problem: molecular descriptors, nucleotide adjacency matrices and others based on thermodynamics. These models use an oversimplified representation of the RNA structure, which limits their applicability. We applied our model to the tertiary structures of a set of variants of a sequence of one instance of the Sarcin-Ricin motif from a bacterial ribosome. Wool and coworkers at the University of Chicago studied this proceeding experimentally by testing the viability of twelve variants. They identified four viable variants and eight lethal. We used this set of twelve sequences for training our model and we identified a set of essential properties to their biological function. For each variant of the training set we built models of tertiary structures. We then measured the partial charges of exposed atoms on the surface and we encoded this information into vectors. We used principal component analysis to transform the vectors into a set of uncorrelated variables, called principal components. Using the weighted Euclidean distance and a nearest neighbor algorithm, we applied the technique of "Leave-One-Out Cross-Validation" to choose the best parameters to predict the activity of a new sequence to match these principal components. Finally, we validated the predictive model using a new set of eight variants whose viability has been verified experimentally in our laboratory. In conclusion, graph grammars are used to model the relationship between sequence and structure of an RNA structural element, such as the ribosomal loop E containing the Sarcin-Ricin motif. Applications range from the correction of sequence alignment to sequence design with a predetermined structure. We also developed a model to take into account the specific interactions related to a specific biological function. Our model is based on the retention of the exposure of chemical groups that are involved in these interactions. This model has allowed us to predict the biological activity of a set of variants of the loop E that binds to elongation factors.

Bordetella pertussis, l’agent responsable de la coqueluche, provoque près de 200000 morts par an dans le monde. Malgré une forte couverture vaccinale, une réémergence de la maladie a été observée dans les pays développés, liée en partie à une adaptation à la pression vaccinale. Les souches capables d’échapper à la réponse immunitaire montrent des réarrangements génomiques importants, provoqués par des éléments génétiques mobiles (IS) présents en plus de 230 copies, qui pourraient impacter sur la transcription des gènes et ARN régulateurs du pathogène.Pour élucider l’impact des IS sur le transcriptome global de Bordetella pertussis, nous avons d’abord déterminé le transcriptome codant et non-codant du pathogène par des approches de séquençage d’ARN couplées à des prédictions bioinformatiques. Cette étude a permis d’identifier les structures codantes mono- et polycistroniques, incluant des structures régulatrices telles que des riboswitches, un excludon et de longs 5’ et 3’UTR chevauchants. Une cartographie de candidats ARN régulateurs non-codant a été édifiée à partir de nouveaux transcrits localisés en régions intergéniques (IGR) et de transcrits orientés en antisens de séquences codantes. Des prolongements de transcriptions des IS ont été observés, prenant leur origine de promoteurs internes à l’IS ou formés par insertion de celles-ci. Ces transcrits sont spécifiques d’une souche à l’autre du pathogène, et s’orientent en sens ou en antisens des gènes environnant, ou dans des IGR. Le potentiel caractère régulateur de ces transcrits a été étudié par la caractérisation et l’étude du mode d’action d’un ARN régulateur, BPnc264, orienté en antisens du gène de virulence fim2. / Bordetella pertussis, the causative agent of whooping cough, is responsible of more than 200000 deaths worldwide. Despite a high vaccine coverage in developed countries, a reemergence of the disease has been observed, which is in part linked to vaccine-pressure. Strains able to evade vaccine-induced immunity show high genome organization rearrangements, essentially due to mobile genetic elements (IS) present in more than 230 copies, which could impact on messenger and regulatory transcription of the pathogene.To assess the impact of IS on the global transcriptome of Bordetella pertussis, we first determined the coding and non-coding primary transcriptome by a combination of differents RNA-sequencing approaches and predictive bioinformatics analysis software packages. We identify mono- and polycistronic coding structures, including regulatories structures like riboswitches, excludon, and long overlapping 5’ and 3’UTR. A list of candidates regulating transcripts (small RNA) has been mapped from new transcripts located in intergenic regions (IGR) and transcripts oriented in antisense of annotated coding sequences. Extended transcriptions emerging from IS elements have been observed, originating from internal promoters or newly formed promoters by insertion in a specific genomic region. Those transcripts can extend in sense or in antisense of the flanking gene, or in IGR. The regulatory function of those transcripts has been studied from the characterization and the mode of action of an extended regulatory RNA, BPnc264, oriented in antisense of the virulence gene fim2.

Les réarrangements d'ADN à grande échelle, tels que inversions, amplifications, duplications, délétions, insertions et transposition des éléments génétiques mobiles, sont des acteurs essentiels de l'évolution. Ils ont une forte incidence sur l'organisation et l'expression des chromosomes, ce qui affecte le phénotype des organismes. Toutefois, la dynamique de ces réarrangements au cours de l'évolution et leurs effets sur l'adaptation des organismes sont souvent inconnus. Nous avons abordé ces questions en utilisant la plus longue expérience d'évolution en cours. A partir d'un ancêtre commun d'Escherichia coli, douze populations indépendantes sont cultivées dans un milieu limité en glucose depuis plus de 60 000 générations, soit 26 ans. La plupart des études antérieures ont porté sur les mutations ponctuelles et les petites insertions et délétions (InDels). En utilisant des clones isolés au cours du temps dans ces 12 populations, nous avons caractérisé les réarrangements d'ADN à grande échelle à la fois par l'analyse des séquences de génomes et par cartographie optique. A 40 000 générations, nous avons identifié 110 réarrangements parmi lesquelles 82 délétions, 19 inversions et 9 duplications. Plusieurs régions du chromosome ont été touchées à plusieurs reprises par le même type de réarrangements dans des populations indépendantes. Dans une des populations au moins, les réarrangements se sont produits au début de l'expérience d'évolution, au moment où l'augmentation de la valeur sélective est la plus élevée. Par conséquent, certains de ces réarrangements pourraient être bénéfiques dans ces conditions. Même dans le cas contraire, nous avons montré que ces réarrangements affectaient fortement la structure du chromosome au cours de l'expérience d'évolution.Au niveau moléculaire, nous avons montré que ~ 70% des réarrangements se produisent par recombinaison entre séquences d'insertion (IS), ce qui illustre l'importance de ces dernières dans la plasticité du génome. Nous avons donc caractérisé la distribution et la dynamique de ces petits éléments génétiques mobiles dans l'ensemble des 12 populations. Nous avons montré que les éléments IS ont fortement contribué à l'ensemble des mutations après 40 000 générations. Dans une population, les IS représentent même la moitié des mutations, et un des types d'IS, IS150, présente une forte prolifération avec 6 fois plus de copies à 40 000 générations, intervenant dans la plupart des réarrangements détectés dans cette population. Nous avons montré une forte dynamique temporelle d'IS150, avec une forte expansion suivie d'une domestication par l'hôte. En testant trois scenarii évolutifs, nous avons démontré que l'expansion d'IS150 était liée à une forte augmentation de la valeur sélective conférée par les événements initiaux de transposition ayant eu lieu avant 2000 générations. Plus tard, entre 20 000 et 40 000 générations, nous avons mesuré une diminution de la fréquence de transposition, probablement en raison d'une régulation négative de la transposition imposée par l'hôte. Enfin, et pour la première fois, nous avons développé un modèle d'évolution de la dynamique des IS, qui confirme que leur expansion est liée à un nombre seuil d'insertions bénéfiques initiales. Ces résultats montrent que les réarrangements chromosomiques à grande échelle et les éléments IS ont joué un rôle actif dans la trajectoire évolutive au cours de 40 000 générations d'évolution bactérienne. / Large-scale DNA rearrangements, including inversions, amplifications, duplications, deletions, insertions, and transposition of mobile genetic elements, are major drivers of evolution and strongly impact on chromosome organization and expression, thereby altering organismal phenotypes. However, their long-term evolutionary dynamics and effects on organismal fitness are often unknown. We addressed these questions by using the longest-running evolution experiment, during which twelve independent populations are propagated from a common E. coli ancestor in a glucose-limited environment for now over 60,000 generations (26 years). Most past studies have focused on point mutations and small InDels. Using evolved clones sampled over time in all 12 populations, we characterized all large-scale DNA rearrangements by using whole genome sequences and Whole Genome MappingTM (i.e optical mapping). After 40,000 generations, we identified a total of 110 rearrangements including 82 deletions, 19 inversions and 9 duplications. Many chromosomal regions were repeatedly affected by similar rearrangements and, at least in one population, they occurred early in evolution when fitness increase was strong. Therefore, many rearrangements may be under positive selection. At the very least, these rearrangements strongly affected the structure of the chromosome during evolution.At the molecular level, we showed that ~ 70% of all rearrangements occurred by recombination between Insertion Sequence (IS) elements, illustrating their importance in mediating genome plasticity. We therefore investigated the distribution and temporal dynamics of these small mobile genetic elements in all 12 populations. We showed that IS elements were strong contributors of the total mutations after 40,000 generations. In one population, they even represented about half of the total mutations and one IS type, IS150, revealed a strong 6-fold increase in copy number, accounting for the production of most of the rearrangements detected in this population. We showed that IS150 revealed a dynamic temporal behavior with a strong expansion followed by domestication by the host. By testing three evolutionary scenarios, we demonstrated that the IS150 expansion was related to a strong fitness increase conferred by the initial transposition events that occurred before 2000 generations. Later, between 20,000 and 40,000 generations, we measured a decreased transposition frequency, likely owing to a down regulation imposed by the host. Finally, and for the first time, we developed an evolution model of IS dynamics confirming that the IS expansion was related to a threshold number of initial IS beneficial insertions. All of our data showed that large-scale chromosomal rearrangements and IS elements have played an active role in the evolutionary outcomes after 40,000 generations of bacterial evolution.

Depuis les travaux de Haiman (1985), l’iconicité de la syntaxe est un sujet à la mode. Ce sujet s’impose particulièrement dans le cas des langues isolantes, à morphologie réduite, où l’ordre des mots est le marqueur principal des structures syntaxiques et se trouve, par là, au centre de la grammaire. L’ordre des mots dans une phrase mime-t-il l’ordre des événements dont on parle ou reflète-t-il l’ordre même du discours, ou est-il arbitraire ? Dans la lignée des travaux sur l’iconicité de Peirce (1930), Haiman (1980, 1985), Tai (1985) etc., nous appelons ‘iconicité temporelle’ le fait que la succession dans le temps, c’est-à-dire dans la chaîne parlée, des constituants d’un énoncé mime la succession des événements dans un monde de référence. Nous avons étendu le champ d’application de cette ‘iconicité temporelle’ des événements aux procès et, de là, aux phases qui les composent. L’objectif de cette thèse est de tenter de ‘faire marcher’ l’idée d’‘iconicité de la séquence 'jusqu’au bout, en partant d’une définition des CVS la plus large possible permettant d’englober toute suite de constituants verbaux ne présentant aucun connecteur. Cela permet d’étendre l’étude à toute séquence de procès décomposable en sous-procès dans le monde de référence ou en sous-événements dans le monde du discours (systèmes protase-apodose hypothétique et temporel). Si l’iconicité est partout, c’est que les marques séquentielles (l’ordre des constituants), avec les informations sur les prédicats (valence et Aktionsart) codées dans le lexique, sont essentielles au fonctionnement des langues isolantes du type du chinois, et que ces marques séquentielles obéissent le plus souvent, au moins dans le cas du chinois, à l’iconicité. / Since Haiman (1985), the iconicity of syntax is a hot topic. This subject is particularly important in the case of isolating languages, with reduced morphology, in which the word order is the main marker of syntactic structures, and, is, therefore, at the centre of grammar. Does the word order in a sentence mimic the order of the events one is speaking of or does it reflect the very order of the discourse, or is it arbitrary? In the line of Peirce (1930), Haiman (1980, 1985), Tai (1985), etc., we call ‘temporal iconicity’ the fact that succession in the time, or in the spoken chain, of constituents of a statement mimics the succession of events in a world of reference. We have extended the scope of this ‘temporal iconicity’ from events to processes and hence to the phases that compose them. The objective of this thesis is to try to develop the idea of ‘iconicity of the temporal sequence’ to its very end, starting from a definition of SVC (serial verb construction) as wide as possible to encompass any sequence of verbal constituents without overt connector. In such a way, it becomes possible to extend the study to any sequence of decomposable processes in sub-tracks in the reference world or in sub-events in the discourse world (conditional and temporal protasis-apodosis systems). If the iconicity is everywhere, it is because that the sequential marks (the constituents order), with the informations about the predicates (valence and Aktionsart) encoded in the lexicon, are essential to the functioning of the isolating languages of the type of Chinese, and that these sequential marks obey most often, at least in the case of Chinese, to iconicity.