Les astrocytes sont des cellules gliales du système nerveux central, essentielles à la formation des synapses, à la barrière hémato-encéphalique ainsi qu’au maintien de l'homéostasie. Récemment, les astrocytes ont été identifiés comme éléments clés du traitement de l'information dans le système nerveux central. Les astrocytes peuvent communiquer avec les neurones au niveau des synapses et moduler la communication neuronale en libérant des gliotransmetteurs et en absorbant des neurotransmetteurs. L’utilisation de nouvelles techniques comme la microscopie à super-résolution et les indicateurs calciques encodés génétiquement a permis de révéler une grande diversité spatio-temporelle des signaux calciques astrocytaires. La majorité de ces signaux sont observés au sein de leurs prolongements cellulaires, qui sont le site de communication entre neurones et astrocytes. Ces prolongements sont trop fins pour être observés en microscopie optique conventionnelle, de sorte que la microscopie à super-résolution et la modélisation informatique sont les seules méthodes adaptées à leur étude. Les travaux présentés dans cette thèse ont pour but d’étudier l'effet des propriétés spatiales (telles que la géométrie cellulaire, les distributions moléculaires et la diffusion) sur les signaux calciques dans les prolongements astrocytaires. Historiquement, les signaux calciques ont été modélisés à l'aide d'approches déterministes non spatiales. Ces modèles ont permis l'étude des signaux calciques à l’échelle de la cellule entière voire à l’échelle du réseau de cellules. Ces méthodes ne prennent cependant pas en compte la stochasticité inhérente aux interactions moléculaires ainsi que les effets de diffusion, qui jouent un rôle important dans les petits volumes. Cette thèse présente un modèle stochastique et spatial qui a été développé dans le but d’étudier les signaux calciques dans les prolongements fins astrocytaires. Ce travail a été réalisé en collaboration avec des expérimentateurs, qui nous ont fourni des données de microscopie électronique et à super-résolution. Ces données ont permis de valider le modèle. Les simulations du modèle suggèrent que (1) la diffusion moléculaire, fortement influencée par la concentration et la cinétique des buffers calciques endogènes et exogènes, (2) l'organisation spatiale intracellulaire des molécules, notamment le co-clustering des canaux calciques, (3) la géométrie du reticulum endoplasmique et sa localisation dans la cellule, (4) la géométrie cellulaire influencent fortement les signaux calciques et pourraient être responsables de leur grande diversité spatio-temporelle. Ces travaux contribuent à une meilleure compréhension du traitement de l’information par les astrocytes, un prérequis pour une meilleure compréhension de la communication entre les neurones et les astrocytes ainsi que de son influence sur le fonctionnement du cerveau. / Astrocytes are predominant glial cells in the central nervous system, which are essential for the formation of synapses, participate to the blood-brain barrier and maintain the metabolic, ionic and neurotransmitter homeostasis. Recently, astrocytes have emerged as key elements of information processing in the central nervous system. Astrocytes can contact neurons at synapses and modulate neuronal communication via the release of gliotransmitters and the uptake of neurotransmitters. The use of super-resolution microscopy and highly sensitive genetically encoded Ca2+ indicators (GECIs) has revealed a striking spatiotemporal diversity of Ca2+ signals in astrocytes. Most astrocytic signals occur in processes, which are the sites of neuron-astrocyte communication. Those processes are too fine to be resolved by conventional light microscopy so that super-resolution microscopy and computational modeling remain the only methodologies to study those compartments. The work presented in this thesis aims at investigating the effect of spatial properties (as e.g cellular geometry, molecular distributions and diffusion) on Ca2+ signals in those processes, which are deemed essential in such small volumes. Historically, Ca2+ signals were modeled with deterministic well-mixed approaches, which enabled the study of Ca2+ signals in astrocytic networks or whole-cell events. Those methods however ignore the stochasticity inherent to molecular interactions as well as diffusion effects, which both play important roles in small volumes. In this thesis, we present the spatially-extended stochastic model that we have developed in order to investigate Ca2+ signals in fine astrocytic processes. This work was performed in collaboration with experimentalists that performed electron as well as super-resolution microscopy. The model was validated against experimental data. Simulations of the model suggest that (1) molecular diffusion, strongly influenced by the concentration and kinetics of endogenous and exogenous buffers, (2) intracellular spatial organization of molecules, notably the co-clustering of Ca2+ channels, (3) ER geometry and localization within the cell, (4) cellular geometry strongly influence Ca2+ dynamics and can be responsible for the striking diversity of astrocytic Ca2+ signals. This work contributes to a better understanding of astrocyte Ca2+ signals, a prerequisite for understanding neuron-astrocyte communication and its influence on brain function.

La gouvernance pour le développement durable comporte de nombreux défis. L'un de ces défis consiste à mieux comprendre les systèmes socio-écologiques gouvernés. Dans de tels systèmes, l'apprentissage par essais et erreurs implique le risque de conséquences inattendues, irréversibles et néfastes. De plus, en raison de la complexité des systèmes socio-écologiques, les leçons tirées d'expériences à petite échelle ne peuvent pas toujours être applicables à des problèmes à grande échelle. Un autre aspect difficile des problèmes de développement durable est que ces problèmes sont souvent multidisciplinaires et composés de composants qui sont chacun étudiés individuellement dans une discipline différente, mais il existe peu d'informations sur leur comportement ensemble. Un troisième défi de la gouvernance pour le développement durable est qu'il est souvent nécessaire d'impliquer les parties prenantes dans des actions de gestion et des mesures d'intervention coûteuses pour les individus qui y participent. De plus, dans de nombreuses situations de ce type, les incitations financières et l'application des réglementations se soldent par un échec et ne constituent donc pas des options de gouvernance. Dans cette thèse, les défis ci-dessus sont abordés dans un exemple de contrôle des perturbations forestières avec une approche intégrée. Pour éviter le problème des effets indésirables irréversibles et pour permettre des expériences répétées, une approche de simulation est utilisée. Pour relever le défi de la multidisciplinarité des problèmes des systèmes socio-écologiques, deux modèles sont développés indépendamment - portant sur les aspects sociaux et écologiques du système de l'étude - et ils sont ensuite couplés de telle sorte que la sortie de chaque modèle est utilisée comme entrée pour l'autre modèle. Pour résoudre le problème de l'engagement des parties prenantes, un plan est proposé pour la promotion d'un comportement respectueux de l'environnement. Ce plan est basé sur l'offre de reconnaissance à ceux qui adoptent volontairement le comportement responsable. Le modèle écologique de cette étude, qui simule la propagation d'une perturbation forestière, est construit à l'aide de l’apprentissage automatique supervisé. Le modèle social de cette étude, qui simule l'émergence d'une nouvelle norme de comportement, est construit à l'aide de l'apprentissage par renforcement. Les deux modèles sont testés et validés avant couplage. Le modèle couplé est ensuite utilisé comme un laboratoire virtuel, où plusieurs expériences sont réalisées dans un cadre hypothétique et selon différents scénarios. Chacune de ces expériences est une simulation. A travers ces simulations, cette étude montre qu'avec un algorithme de prise de décision approprié et avec suffisamment de temps pour l'interaction entre une entité gouvernante et la société, il est possible de créer une motivation pour un comportement responsable dans la société. En d'autres termes, il est possible d'encourager la participation volontaire des acteurs à l'action pour le développement durable, sans que l'entité gouvernante ait besoin d'utiliser des incitations financières ou d'imposer son autorité. Ces résultats peuvent être applicables à d'autres contextes où un comportement responsable des individus ou des entreprises est recherché afin d'atténuer l'impact d'une perturbation, de protéger une ressource écologique, ou de faciliter une transition sectorielle vers la durabilité. / Governance for sustainable development involves many challenges. One of those challenges is to gain insight about the social-ecological systems being governned. In such systems, learning by trial and error involve the risk of unexpected, irreversible and adverse consequences. Moreover, due to complexity of social-ecological systems, lessons learned from small scale experiments may not be applicable in large-scale problems. Another challenging aspect of problems of sustainable development is that these problems are often multidisciplinary and comprised of components that are each studied individually in a different discipline, but little information exists about their behavior together as a whole. A third challenge in governance for sustainable development is that often it is necessary to involve stakeholders in management actions and intervention measures that are costly for individuals who participate in them. Moreover, in many of these situations financial incentives or enforcement of regulations result in failure, and are thus not options for governance. In this thesis, the above challenges are addressed in an example case of forest disturbance control with an integrated approach. To avoid the problem of irreversible adverse effects and to allow repeated experiments, a simulation approach is used. To tackle the challenge of multidisciplinarity of problems of social-ecological systems, two models are independently developed – pertaining to social and ecological aspects of the system of the study – and they are subsequently coupled in such a way that the output of each model served as an input for the other. To address the problem of engagement of stakeholders, a scheme is proposed for promotion of environmentally responsible behavior. This scheme is based on offering recognition to those who voluntarily perform the responsible behavior. The ecological model of this study, which simulates the spread of a forest disturbance, is built using Supervised Machine Learning. The social model of this study, which simulates the emergence of a new norm of behavior, is built using Reinforcement Learning. Both models are tested and validated before coupling. The coupled model is then used as a virtual laboratory, where several experiments are performed in a hypothetical setting and under various scenarios. Each such experiment is a simulation. Through these simulations, this study shows that with an appropriate decision-making algorithm and with sufficient time for interaction between a governing entity and the society, it is possible to create motivation for responsible behavior in the society. In other words, it is possible to encourage voluntary participation of stakeholders in action for sustainable development, without the need for the governing entity to use financial incentives or impose its authority. These results may be applicable to other contexts where responsible behavior by individuals or enterprises is sought in order to mitigate the impact of a disturbance, protect an ecological resource, or facilitate a sectoral transition towards sustainability.

No description available.

<p dir="ltr">Tuberculosis (TB), caused by <i>Mycobacterium tuberculosis</i> (<i>Mtb</i>), and human immunodeficiency virus-1 (HIV) are major public health concerns, individually and in combination. The status of the host immune system, previous <i>Mtb</i> infection and HIV-mediated T cell exhaustion, can have significant impacts on immune dynamics during reinfection. Individuals with asymptomatic latent TB infection (LTBI) may be protected against <i>Mtb </i>reinfection, as demonstrated by animal and <i>in vitro </i>studies. However, the underlying dynamics and protective mechanisms of LTBI are poorly understood. In HIV, long-term infection in children and associated T cell exhaustion leads to weakened immune responses to HIV reinfection. The complexity of these infections, particularly in the context of the heightened vulnerability of HIV+ individuals to TB, underscores the need for novel investigative approaches to study host-pathogen and pathogen-pathogen interactions. To this, we have developed an agent-based model (ABM) as a mechanistic computational tool to simulate the immune response to <i>Mtb </i>and HIV, separately and during coinfection. Our ABM integrates clinical and experimental data; simulates immune cell dynamics between macrophages, CD4+ and CD8+ T cells; and produces emergent granuloma-like structures – a critical response to <i>Mtb</i>. This <i>in silico</i> approach allows us to efficiently explore host-pathogen interactions and their clinical implications. By unraveling the complex interplay of immune cell activation, T cell exhaustion, and pathogen dynamics, our model offers insights that could guide the development of targeted therapies. By quantifying the multifaceted nature of these diseases and their interactions, we highlight the potential of computational approaches in understanding and treating complex diseases, individually and in combination.</p>

<p dir="ltr">Tuberculosis (TB) remains a global public health crisis, causing over 10 million new infections and 1.3 million deaths in 2022 alone. TB is caused by <i>Mycobacterium tuberculosis </i>(<i>Mtb</i>), which initiates heterogeneous pathology in the lungs, including granulomas and cavities. Granulomas are organized structures of immune cells, traditionally thought to contain bacteria. Cavities are pathological spaces caused by the destruction of extracellular matrix (ECM), which can worsen disease outcomes and cause long-lasting pulmonary impairment.<i> In vitro </i>methods are commonly used to study host-pathogen interactions in <i>Mtb</i> infection, and recent developments have led to models that represent the TB granuloma environment more closely than traditional cell culture. These advances include the development of 3D models and the inclusion of physiological ECM components like collagen. Increasing complexity has been accomplished in a piece-wise manner – minimally necessary components are included to minimize cost while maintaining throughput and tractability. This creates a need for tools to analyze these systems and, more importantly, integrate the independent data created. We developed an agent-based model to characterize multiple <i>in vitro</i> models of TB and apply it to 1) separate the contributions of dimension and structure to bacterial control in granuloma-like spheroids and 2) explore how the interactions of collagen and matrix metalloproteinases (MMP) contribute to clinically relevant outputs such as bacterial load and ECM destruction. The model provides insights into the role of granuloma structure and the conflicting results of MMP inhibition, generating new hypotheses to be tested in tandem with <i>in vitro</i> models.</p>

Cette thèse s'articule autour de trois essais portant sur des questions internationales en économie des ressources naturelles. Le premier essai examine la production et l'échange des ressources non-renouvelables dans un modèle spatial et souligne le rôle de la superficie des pays et du coût des transports dans la détermination du sens de l'échange. Le deuxième essai considère le tarif d'extraction de la rente de rareté liée aux ressources naturelles non-renouvelables avec le modèle spatial développé dans premier essai. Le cadre spatial (plus général) permet de représenter des pays qui sont à la fois importateurs et producteurs de la ressource, ce qui n'est pas possible dans les modèles traditionnels de commerce international où les pays sont traités comme des points (sans dimension). Le troisième essai aborde la question des droits de propriétés sur les zones maritimes et examine l'allocation d'une population de pêcheurs entre les activités productives et non-productives dans une communauté côtière. Le premier chapitre propose un modèle spatial de commerce international des ressources non-renouvelables. Le cadre spatial considère explicitement la différence de taille géographique (superficie) entre les pays et permet ainsi de tenir compte du fait que les gisements naturels et leurs utilisateurs soient dispersés dans l'espace, même à l'intérieur d'un pays. En utilisant un modèle spatial à la Hotelling, nous examinons l'évolution dans le temps du sens de l'échange entre deux pays (ou régions) qui diffèrent du point de vue de leur technologie de production, de leur superficie et de leur dotation en gisement d'une ressource naturelle non-renouvelable. Le chapitre met en évidence le rôle de la taille géographique dans la détermination du sens de l'échange, à côté des explications traditionnelles que sont l'avantage comparatif et les dotations des facteurs. Notre analyse est fondamentalement différente des autres contributions dans la littérature sur le commerce international des ressources naturelles parce qu'elle souligne l'importance de la taille géographique et du coût de transport par rapport à d'autres facteurs dans la détermination des flux de ressource à l'équilibre. Le coût unitaire de transport joue un rôle capital pour déterminer si la différence de superficie entre les pays influence le sens de l'échange à l'équilibre plus que les autres facteurs. Le chapitre discute aussi du caractère régional des échanges qui a été observé pour certaines ressources telles que le minerai de fer et la bauxite. Le chapitre deux aborde la question de la répartition de la rente de rareté liée aux ressources naturelles non-renouvelables entre les pays producteurs et les pays consommateurs. Cette question a été abordée dans la littérature sous une hypothèse quelque peu restrictive. En effet, dans la plupart des travaux portant sur ce sujet le pays importateur est automatiquement considéré comme dépourvu de gisement et donc non producteur de la ressource. Pourtant la réalité est qu'il existe des ressources pour lesquelles un pays est à la fois producteur et importateur. Le cadre d'analyse de ce second essai est le modèle spatial développé dans le premier essai, qui permet justement qu'un pays puisse être à la fois importateur et producteur de la ressource. Le pays importateur détermine alors simultanément le tarif optimal et le taux d'extraction de son propre stock. Nous montrons que le tarif optimal croît au taux d'intérêt et de ce fait, ne crée aucune distorsion sur le sentier d'extraction de la ressource. Le tarif optimal permet de récupérer toute la rente lorsque le pays exportateur ne consomme pas la ressource. Néanmoins, la possibilité pour le pays exportateur de consommer une partie de son stock limite la capacité du pays importateur à récupérer la rente chez le pays exportateur. La présence de gisements de la ressource dans le pays importateur réduit la rente du pays exportateur et de ce fait renforce la capacité du pays importateur à récupérer la rente chez le pays exportateur. Le tarif initial est une fonction décroissante du stock de ressource dans le pays importateur. Cet essai aborde également la question de la cohérence dynamique du tarif obtenu avec la stratégie en boucle ouverte. Le troisième chapitre examine un problème d'allocation de l'effort entre les activités productives (par exemple la pêche) et les activités non productives (par exemple la piraterie maritime) dans une population de pêcheurs. La répartition de la population entre les activités de pêche et la piraterie est déterminée de façon endogène comme une conséquence du choix d'occupation. Nous établissons l'existence d'une multiplicité d'équilibres et mettons en évidence la possibilité d'une trappe de piraterie, c'est-à-dire un équilibre stable où une partie de la population est engagée dans les actes de piraterie. Le modèle permet d'expliquer l'augmentation significative des attaques de piraterie dans le Golfe d'Aden au cours des dernières années. Le chapitre discute aussi des différents mécanismes pour combattre la piraterie et souligne le rôle crucial des droits de propriété. / This thesis consists of three essays on international issues in natural resource economics. The first essay proposes a spatial model of trade in exhaustible resources and emphasizes the role of geographical size and transport costs in the determination of trade patterns. The second essay considers the rent-extracting tariff in a spatial (more general) framework in which the importing country can be simultaneously a producer and an importer of the resource, a feature which is not possible in the traditional trade model, where countries are assumed dimensionless. The third essay tackles the issue of property rights in maritime zones and examines the allocation of a population of fishermen between productive and unproductive activities in a coastal community. The first chapter proposes a model of trade in exhaustible resources that explicitly accounts for the fact that countries have different geographical sizes while resource sites and their users are spatially distributed, even within a country. Using a spatial model à la Hotelling, we examine the evolution over time of the pattern of trade between two countries (or regions) which differ in terms of their technology, their geographical size, and their endowment of some nonrenewable natural resource. The model emphasizes the importance of geographical size in determining trade patterns besides the traditional explanations of comparative advantage and factor endowments. Indeed, three forces influence the direction of international trade in the presence of transport costs. The analysis fundamentally differs from other contributions in the natural resource literature because it emphasizes the importance of geographical size and of transport cost relative to other factors in the determination of the equilibrium resource flows. The unit cost of transport is shown to play a decisive role in determining whether the international asymmetry in terms of geographical sizes of countries has a greater influence than other factors on the equilibrium pattern of trade. The chapter also discusses the regional character of trade which has been observed for some resources such as iron ore and bauxite. Most findings in the literature on tariff and exhaustible resources have been derived under a serious abstraction. Indeed, virtually all contributions on that issue have assumed that no stocks of the resource are available within the importing country's borders and therefore the importing country is not itself a producer. Reality is in fact quite different: there are many instances of countries that are simultaneously importers and producers of a natural resource. The second chapter makes use of the spatial trade model of chapter one to depart from the usual assumption and allow the importing country to have access to a stock of the resource of its own and to determine simultaneously the optimal tariff and the rate of depletion of its own stock. The optimal tariff is shown to increase at the rate of interest and is therefore nondistortionary. Moreover, the optimal tariff captures all the rent if the exporting country gets no utility from consuming the resource. Allowing the exporting country to consume the resource restricts the ability of the importer to capture all of the foreign rent. The presence of resource deposits in the importing country reduces the available rent to foreign producers and, in essence, reinforces the ability of the importer to capture the foreign rent. In effect, the initial tariff is shown to be a decreasing function of the initial resource stock in the importing country. The essay also discusses the time consistency of the open-loop tariff. The third chapter examines how agents in a coastal community allocate effort between productive (fishing) and unproductive (piracy) activities. The allocation of population between fishing activity and piracy attacks is determined endogenously as a consequence of the occupation choice. We prove the existence of multiple equilibria and emphasize the possibility of a piracy trap, that is a steady state equilibrium where part of the population is engaged in piracy acts. The chapter offers an explanation for the significant increase in piracy attacks in the Gulf of Aden in the recent years. The chapter also discusses different schemes in combating piracy and highlights the crucial role of property rights.

Dans le premier chapitre, nous avons travaillé sur l’impact d’une réévaluation réelle de la monnaie chinoise sur ses excédents commerciaux. Nous avons suggéré une nouvelle approche pour mesurer cet impact, en utilisant des données de panel relatives aux exportations et aux importations des entreprises à capitaux étrangers et domestiques implantées dans vingt-et-huit provinces chinoises. Nous avons constaté que l’effet d’une réévaluation du Yuan sur les exportations et les importations était plus accentué après l’accession de la Chine à l’OMC. Enfin, d’autres facteurs comme le taux de change nominal et les prix relatifs entrent en jeu dans l’explication de la dynamique des exportations et des importations de la Chine.Dans le deuxième chapitre, nous avons étudié les effets spatiaux sur les exportations et les importations provinciales des entreprises multinationales et domestiques. Nous avons utilisé trois différentes matrices de poids spatiales et maintenu la même division de période qu’au premier chapitre. La méthodologie d’estimation spatiale utilisée a révélé des effets spatiaux importants sur les exportations et les importations des deux types d’entreprises, mais a aussi permis de faire un état des lieux sur l’intégration du marché domestique de la Chine. Dans le troisième chapitre, nous avons étudié les flux de capitaux vers la Chine déguisés en valeur d’échanges commerciaux. Nous avons proposé une nouvelle approche en utilisant les prix des produits échangés les plus susceptibles à la manipulation et étudié leur sensibilité à l’anticipation d’une réévaluation future de la monnaie chinoise. Nous avons trouvé que la balance commerciale de la Chine était surestimée. / In the first chapter, we investigate the impact of a revaluation of the China’s Yuan on its trade balance. We use panel data on export and import of multinational and domestic firms, disaggregated at a regional level in the period 1996-2012.We find significant impact of a revaluation of the Yuan on export and import, the impact differs regionally, time period, and by firms. We also find that other factors like nominal exchange rate and relative prices play significant role in explaining China’s trade balance.In the second chapter, we investigate the spatial effects on China’s trade performance. In fact, we use the same data as in the first essay.We use three different weight matrices to take into account the dynamism in the China’s decentralization policies.We find significant spatial effects on export and import, varying between firms, regions and time period. This essay also reveals important facts on the China’s domestic market integration. In the last chapter, we put forth a new approach to measure capital inflows into China hidden in the regular trade flows. This phenomenon known as trade misinvoicing is suspected to actually overstate China’s trade surpluses.We measure the sensitivity of the prices for some commodities which are the most susceptible to trade misinvoicing to the non-deliverable forward exchange rate for the Yuan in Hong-Kong. We find that, in fact China’s trade balance is relatively overestimated.

Cette thèse s'articule autour de trois essais portant sur des questions internationales en économie des ressources naturelles. Le premier essai examine la production et l'échange des ressources non-renouvelables dans un modèle spatial et souligne le rôle de la superficie des pays et du coût des transports dans la détermination du sens de l'échange. Le deuxième essai considère le tarif d'extraction de la rente de rareté liée aux ressources naturelles non-renouvelables avec le modèle spatial développé dans premier essai. Le cadre spatial (plus général) permet de représenter des pays qui sont à la fois importateurs et producteurs de la ressource, ce qui n'est pas possible dans les modèles traditionnels de commerce international où les pays sont traités comme des points (sans dimension). Le troisième essai aborde la question des droits de propriétés sur les zones maritimes et examine l'allocation d'une population de pêcheurs entre les activités productives et non-productives dans une communauté côtière. Le premier chapitre propose un modèle spatial de commerce international des ressources non-renouvelables. Le cadre spatial considère explicitement la différence de taille géographique (superficie) entre les pays et permet ainsi de tenir compte du fait que les gisements naturels et leurs utilisateurs soient dispersés dans l'espace, même à l'intérieur d'un pays. En utilisant un modèle spatial à la Hotelling, nous examinons l'évolution dans le temps du sens de l'échange entre deux pays (ou régions) qui diffèrent du point de vue de leur technologie de production, de leur superficie et de leur dotation en gisement d'une ressource naturelle non-renouvelable. Le chapitre met en évidence le rôle de la taille géographique dans la détermination du sens de l'échange, à côté des explications traditionnelles que sont l'avantage comparatif et les dotations des facteurs. Notre analyse est fondamentalement différente des autres contributions dans la littérature sur le commerce international des ressources naturelles parce qu'elle souligne l'importance de la taille géographique et du coût de transport par rapport à d'autres facteurs dans la détermination des flux de ressource à l'équilibre. Le coût unitaire de transport joue un rôle capital pour déterminer si la différence de superficie entre les pays influence le sens de l'échange à l'équilibre plus que les autres facteurs. Le chapitre discute aussi du caractère régional des échanges qui a été observé pour certaines ressources telles que le minerai de fer et la bauxite. Le chapitre deux aborde la question de la répartition de la rente de rareté liée aux ressources naturelles non-renouvelables entre les pays producteurs et les pays consommateurs. Cette question a été abordée dans la littérature sous une hypothèse quelque peu restrictive. En effet, dans la plupart des travaux portant sur ce sujet le pays importateur est automatiquement considéré comme dépourvu de gisement et donc non producteur de la ressource. Pourtant la réalité est qu'il existe des ressources pour lesquelles un pays est à la fois producteur et importateur. Le cadre d'analyse de ce second essai est le modèle spatial développé dans le premier essai, qui permet justement qu'un pays puisse être à la fois importateur et producteur de la ressource. Le pays importateur détermine alors simultanément le tarif optimal et le taux d'extraction de son propre stock. Nous montrons que le tarif optimal croît au taux d'intérêt et de ce fait, ne crée aucune distorsion sur le sentier d'extraction de la ressource. Le tarif optimal permet de récupérer toute la rente lorsque le pays exportateur ne consomme pas la ressource. Néanmoins, la possibilité pour le pays exportateur de consommer une partie de son stock limite la capacité du pays importateur à récupérer la rente chez le pays exportateur. La présence de gisements de la ressource dans le pays importateur réduit la rente du pays exportateur et de ce fait renforce la capacité du pays importateur à récupérer la rente chez le pays exportateur. Le tarif initial est une fonction décroissante du stock de ressource dans le pays importateur. Cet essai aborde également la question de la cohérence dynamique du tarif obtenu avec la stratégie en boucle ouverte. Le troisième chapitre examine un problème d'allocation de l'effort entre les activités productives (par exemple la pêche) et les activités non productives (par exemple la piraterie maritime) dans une population de pêcheurs. La répartition de la population entre les activités de pêche et la piraterie est déterminée de façon endogène comme une conséquence du choix d'occupation. Nous établissons l'existence d'une multiplicité d'équilibres et mettons en évidence la possibilité d'une trappe de piraterie, c'est-à-dire un équilibre stable où une partie de la population est engagée dans les actes de piraterie. Le modèle permet d'expliquer l'augmentation significative des attaques de piraterie dans le Golfe d'Aden au cours des dernières années. Le chapitre discute aussi des différents mécanismes pour combattre la piraterie et souligne le rôle crucial des droits de propriété. / This thesis consists of three essays on international issues in natural resource economics. The first essay proposes a spatial model of trade in exhaustible resources and emphasizes the role of geographical size and transport costs in the determination of trade patterns. The second essay considers the rent-extracting tariff in a spatial (more general) framework in which the importing country can be simultaneously a producer and an importer of the resource, a feature which is not possible in the traditional trade model, where countries are assumed dimensionless. The third essay tackles the issue of property rights in maritime zones and examines the allocation of a population of fishermen between productive and unproductive activities in a coastal community. The first chapter proposes a model of trade in exhaustible resources that explicitly accounts for the fact that countries have different geographical sizes while resource sites and their users are spatially distributed, even within a country. Using a spatial model à la Hotelling, we examine the evolution over time of the pattern of trade between two countries (or regions) which differ in terms of their technology, their geographical size, and their endowment of some nonrenewable natural resource. The model emphasizes the importance of geographical size in determining trade patterns besides the traditional explanations of comparative advantage and factor endowments. Indeed, three forces influence the direction of international trade in the presence of transport costs. The analysis fundamentally differs from other contributions in the natural resource literature because it emphasizes the importance of geographical size and of transport cost relative to other factors in the determination of the equilibrium resource flows. The unit cost of transport is shown to play a decisive role in determining whether the international asymmetry in terms of geographical sizes of countries has a greater influence than other factors on the equilibrium pattern of trade. The chapter also discusses the regional character of trade which has been observed for some resources such as iron ore and bauxite. Most findings in the literature on tariff and exhaustible resources have been derived under a serious abstraction. Indeed, virtually all contributions on that issue have assumed that no stocks of the resource are available within the importing country's borders and therefore the importing country is not itself a producer. Reality is in fact quite different: there are many instances of countries that are simultaneously importers and producers of a natural resource. The second chapter makes use of the spatial trade model of chapter one to depart from the usual assumption and allow the importing country to have access to a stock of the resource of its own and to determine simultaneously the optimal tariff and the rate of depletion of its own stock. The optimal tariff is shown to increase at the rate of interest and is therefore nondistortionary. Moreover, the optimal tariff captures all the rent if the exporting country gets no utility from consuming the resource. Allowing the exporting country to consume the resource restricts the ability of the importer to capture all of the foreign rent. The presence of resource deposits in the importing country reduces the available rent to foreign producers and, in essence, reinforces the ability of the importer to capture the foreign rent. In effect, the initial tariff is shown to be a decreasing function of the initial resource stock in the importing country. The essay also discusses the time consistency of the open-loop tariff. The third chapter examines how agents in a coastal community allocate effort between productive (fishing) and unproductive (piracy) activities. The allocation of population between fishing activity and piracy attacks is determined endogenously as a consequence of the occupation choice. We prove the existence of multiple equilibria and emphasize the possibility of a piracy trap, that is a steady state equilibrium where part of the population is engaged in piracy acts. The chapter offers an explanation for the significant increase in piracy attacks in the Gulf of Aden in the recent years. The chapter also discusses different schemes in combating piracy and highlights the crucial role of property rights.

The thesis deals with a description and a static and dynamic analysis for an existing construction of lookout tower. The steel watchtower is located in Město Albrechtice and is made up of two lattice towers connected by a bridge. Main point was to create calculation models for the purpose of dynamic and static analysis, in the software SCIA Engineer 19.1, which is based on the principle of finite element method. Attention was paid to load created by winds according to Eurocode 1 and Eurocode 3, glaze and rime ice load and dynamic coefficient calculation. The thesis also includes an assesment of selected parts of the construction according to Eurocodes.

This study aims to explore the ability of a multi-criteria decision making with analytical hierarchy process (MCDM-AHP) model to emulate the results of a cost benefit analysis (CBA) model in the context of offshore wind farm siting within the Swedish exclusive economic zone (EEZ). The research question addressed is whether the MCDM-AHP analysis produces similar results to the CBA analysis. In addition to this, the strengths and weaknesses of each model is explored. The MCDM-AHP model employs the spatial criteria in a more basic manner compared to the CBA model, simplifying the evaluation process while still explaining 89.5% of the variation in the CBA model and defining similar areas as suitable. Thus, it can be concluded that the MCDM-AHP model adequately emulates the CBA model within the context of offshore wind farm siting within the Swedish EEZ. However, it is crucial to note that the two models produce outputs on different scales. While the CBA model provides levelized cost of energy (LCOE) values that can be thresholded for investment viability comparisons, the suitability score generated by the MCDM-AHP model remains a relative and arbitrary score within the model. Both models entail uncertainties, limiting their usage beyond making general assumptions or identifying areas of interest. The findings reveal that the CBA model demonstrates greater robustness when confronted with changes in spatial input parameters compared to the MCDM-AHP model. This discrepancy is attributed to the iterative computation process and consideration of flat cost inputs in the CBA model, whereas the MCDM-AHP model represents a linear combination of various spatial parameters. However, the calculated LCOE values in the CBA model are highly sensitive to changes in modeling assumptions regarding external parameters, resulting in significant linear variations. The LCOE values obtained from the CBA model baseline case fall within a range of 52.1 - 98.9 EUR/MWh, which aligns with similar studies, validating the CBA model. Nonetheless, caution should be exercised when considering these results as an accurate representation of the real world due to inherent uncertainties in cost inputs and the LCOE measure. The strengths of the MCDM-AHP model lie in its robustness when the order of relative importance remains stable for key spatial evaluators. It is sensitive to significant changes in water depth and wind speed, which heavily influence its output. The model's simplicity allows for a quick overview of the problem, but it requires assumptions that introduce uncertainties. Validation of the MCDM-AHP model using existing and planned offshore wind farms within the Swedish EEZ was possible but limited by the arbitrary scale and limited validation areas. The comparison between the two models could be enhanced with more comprehensive spatial and economic data for an in-depth CBA model, which could serve as a ground truth for the MCDM-AHP model. Nevertheless, the comparison made in this study considers the CBA model to be closer to the truth, acknowledging the underlying assumptions that should be considered during evaluation. In conclusion, within the context of offshore wind farm siting, the MCDM-AHP model produces outputs that are similar to the CBA model.