Introduction : Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (Map) est l’agent étiologique de la paratuberculose, qui affecte les ruminants et est suspectée d’être transmissible à l’homme en lien avec la maladie de Crohn, une inflammation chronique de l’intestin. Le contrôle de cette maladie à forte prévalence, nécessite de mieux identifier et connaître son agent. Aujourd’hui, le typage des souches repose sur la RFLP-IS900 qui est peu discriminante et peu sensible. Objectif : Dans cette optique, mon projet de thèse a eu pour objectif de développer une méthode de typage moléculaire novatrice utilisant les minisatellites afin d’évaluer le degré de diversité génétique de la sous-espèce paratuberculosis. Ce travail nécessite la construction d’une collection de souches et le développement d’une méthode de typage hautement discriminante. Résultats : Nos résultats obtenus avec huit marqueurs MIRU-VNTR (Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit-Variable Number Tandem Repeat) montrent que cette méthode est rapide, adaptée à Map et plus discriminante de la RFLP-IS900. Par ailleurs, ces mêmes marqueurs nous ont permis de typer une collection de souches de M. avium ssp. avium et M. avium ssp. hominissuis. Le typage MIRU-VNTR a également permis de différencier la souche vaccinale Map 316F, en fonction de son origine, laboratoire Weybridge (Royaume-Uni) et laboratoire Mérial (France). Dans le but d’affiner la discrimination de ces souches, nous nous sommes intéressés aux marqueurs microsatellites SSR (Short Sequence Repeat) analysés par séquençage. Onze loci SSR ont été analysés et évalués sur une collection de 127 souches de Map préalablement typées par MIRU-VNTR et RFLP- IS900. Les résultats suggèrent que la stratégie la plus adaptée pour la discrimination des souches consiste à utiliser dans un premier temps le typage MIRU-VNTR ; le typage SSR et la RFLP-IS900 peuvent permettre une discrimination complémentaire. Conclusion : Ce travail de thèse nous a permis de développer une méthode de typage rapide, fiable et discriminante pour l’étude de la sous-espèce paratuberculosis, mais également du complexe MAC. / Background: Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) is the etiological agent of paratuberculosis, affecting wide range of domestic ruminants and suspected to be involved in Crohn’s disease in human. The control of this disease, highly prevalent, requires better identification methods and better knowledge of the etiological agent. Currently, the gold standard method to type Map strains is the IS900-RFLP. But this technique is not very sensitive and not very discriminating. Objective: In this context, the project of my thesis aimed to develop an innovative method of molecular typing using the minisatellites in order to evaluate the degree of diversity of Map. This work requires the construction of a collection of strains and the development of a new molecular typing method. Results: Our results obtained with eight MIRU-VNTR markers (Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit-Variable Number Tandem Repeat) show that MIRU-VNTR typing is a fast typing method, adapted to Map and more discriminative than IS900-RFLP. In addition, these 8 markers could be applied to type a collection of Mycobacterium avium subsp. avium and Mycobacterium avium subsp. hominissuis. MIRU-VNTR typing differentiated the vaccine strain 316F according to the laboratory of origin Weybridge (UK) or Mérial (France). In order to improve the discrimination of the strains, we used the microsatellites markers SSR (Short Sequence Repeat) using sequencing analysis of the Map genome. Eleven SSR were analysed and evaluated on a collection of 127 Map strains previously typed by MIRU-VNTR and IS900-RFLP typing. Our results suggested that the most adapted strategy to discriminate the Map strains consisted in using MIRU-VNTR typing, and that SSR and RFLP-IS900 typing to better discriminate the clustered isolates. Conclusion: The work of my thesis enabled to develop fast, reliable and robust typing method for the study of Map and also MAC subspecies.

La conception basée composants est une nouvelle méthode de construction d'applications et de systèmes distribués. Cette conception par composition pose cependant plusieurs problèmes, dûs aux services non uniformes (dépendants d'un contexte) et aux liens dynamiques d'interconnexion entre les composants. Nous proposons un cadre formel pour la vérification compositionelle de tels systèmes. Nous définissons un langage de type d'interfaces comportementales, qui constitue un contrat comportemental pour le composant et son environnement. Le composant doit respecter ce contrat

La modularité du code favorise la réutilisation. Les concepteurs de langages de programmation se sont principalement consacrés à la modularité des méthodes. À l’inverse, la modularité du code d’initialisation a souvent été négligé. Le code d’initialisation de beaucoup de langages orientés objets à classe est laborieux dans plusieurs cas: par exemple, quand quelques champs (i.e., variables d’instances) ont plusieurs options d’initialisation (e.g., un rectangle peut être initialisé avec des coordonnées Cartésiennes ou polaires), ont une initialisation optionnelle (e.g., un rectangle peut être positionné à une coordonnée fournie ou à l’origine (0,0) si aucune coordonnée n’est fournie) ou héritent d’une initialisation de la super classe (e.g., un rectangle coloré doit redéfinir tous les constructeurs de sa super classe pour ajouter la notion de couleur). Dans de telles circonstances, le nombre de constructeurs augmente exponentiellement avec les options d’initialisation car l’approche d’initialisation manque de modularité.Nous proposons une approche d’initialisation novatrice s’inspirant du langage prototypique Magda. Cette approche est basée sur des modules d’initialisation composables plus petits que les constructeurs classiques. De plus, le nombre de ces modules augmente linéairement avec les options d’initialisation. Nous appliquons cette approche à Pharo, un langage orienté objets dynamiquement typé inspiré de Smalltalk. L’adaptation à Pharo de l’approche d’initialisation de Magda implique la résolution de nouveaux défis issus du passage d’un contexte statiquement typé à un contexte dynamique. / Code modularity is important for code reuse. Language designers mainly focused on method code modularity. On the contrary, initialization code modularity has usually been neglected. The initialization code of many class-based object-oriented languages becomes cumbersome in different situations: for example, when some fields have multiple initialization options (e.g., a rectangle can be positioned by providing Cartesian or polar coordinates), have optional initialization (e.g., a rectangle can be positioned in the origin (0,0) if no other coordinates are provided), or have superclass initialization (e.g., a colored rectangle must redefine all the constructors of its rectangle superclass to add the notion of color). In such cases, the number of constructors increases exponentially in the size of the initialization options, since the initialization approach lacks modularity.We propose a novel approach to field initialization, inspired by the prototypical language Magda. This approach is based on easy-to-compose initialization modules, which result to be smaller compared to classical constructors. Moreover, their number grows linearly in the size of the initialization options. We apply such approach to Pharo, a dynamically-typed object-oriented programming language inspired by Smalltalk. The adaptation to Pharo of Magda’s initialization approach implies solving some new challenges related to moving from a statically typed context to a dynamically typed one.

L'Ingénierie Dirigée par les Modèles est une approche pour la construction de systèmes fondées sur l'utilisation de modèles. Malgré une recherche très active sur les technologies d'IDM et leur application, il existe relativement peu de travaux sur la réutilisation et la composition fiable des éléments qui manipulent des modèles. Cette thèse présente une approche fondée sur les idées et formalismes du domaine des systèmes de types, pour définir des notions claires de modèles et de types de modèles, ainsi qu'une relation pour la substituabilité des types de modèles. Ces principes du typage de modèles ont été validés par leur application dans le langage de méta-modèlisation Kermeta. De plus, la thèse revisite le problème de l'extensibilité des langages sous l'angle de l'ingénierie dirigée par les modèles, et elle détaille comment les types de modèles en résolvent certains aspects.

Les Streptocoques Béta-hémolytiques du groupe A (GAS) sont responsables de manifestations cliniques variées et de séquelles non suppuratives comme notamment le rhumatisme articulaire aigu (RAA). Les affections sévères à GAS tuent plus de 500.000 personnes chaque année. Le pouvoir pathogène du GAS est encore mal compris. Il semble être notamment lié à la présence de nombreux gènes codant pour des facteurs de virulence dans le génome du GAS, dont celui codant la protéine emm. La protéine transmembranaire M joue un rôle essentiel dans la virulence du GAS. Le typage moléculaire des GAS se base sur la séquence de la partie hypervariable de ce gène (emm-typing). L’épidémiologie du GAS semble varier au cours du temps et en fonction de la localisation géographique et/ou du contexte socio-économique. Cependant, les différences dans les critères d’inclusion des différentes études épidémiologiques disponibles dans la littérature rendent les comparaisons difficiles. Pour mieux évaluer ces variations, nous avons mené une analyse prospective de l’épidémiologie clinique et moléculaire d’isolats de GAS provenant d’enfants présentant une infection à GAS, simultanément en deux localisations géographiques différentes (Bruxelles et Brasília, Brésil). Un des points importants de notre étude a été la mise en évidence de la diversité génétique de la protéine M des isolats belges et brésiliens. Alors que de nombreux emm-types différents sont retrouvés à Brasília (48 emm-types sur 128 isolats), ceux retrouvés à Bruxelles sont relativement peu nombreux (20 emm-types sur 200 isolats) et sont ceux communément retrouvés dans les pays industrialisés. Afin de mieux comprendre les bases moléculaires de cette différence, une analyse phylogénétique basée sur la quasi-totalité de la séquence de la protéine M exposée à la surface de la bactérie a été réalisée. Cette analyse a permis de montrer que les emm-types belges sont génétiquement éloignés les uns des autres alors que les emm-types brésiliens sont génétiquement plus proches. De manière intéressante, cette analyse a montré que les souches belges présentent une grande diversité au niveau de la région de la protéine M dite ‘constante’. En conséquence, la diversité génétique globale des protéines M belges et brésiliennes est similaire, mais elle se situe dans des régions différentes de la protéine M, ce qui pourrait indiquer l’existence de pressions de sélection différentes entre les deux pays. D’un point de vue vaccinal, ces résultats indiquent qu’un vaccin dirigé contre certaines des parties constantes de M présenterait une bonne couverture théorique dans les deux pays. Par contre, le vaccin 26-valent, en cours d’évaluation clinique, aurait une couverture théorique de 76% à Bruxelles et de 32% à Brasília. Notre analyse phylogénétique a également permis de montrer que la non-sensibilité à la ciprofloxacine (observée dans 22,5 % et 9% des souches belges et brésiliennes respectivement) survient dans des souches génétiquement éloignées, contrairement à ce qui est proposé actuellement dans la littérature. De plus, nous avons mis en évidence un polymorphisme au sein des gènes codant les topoisomérases cibles de la ciprofloxacine. L’identification de mutations responsables du phénotype de non-sensibilité nécessite par conséquent une confirmation expérimentale. Les manifestations cliniques sont assez différentes entre Bruxelles et Brasília. Les infections cutanées sont beaucoup plus fréquentes à Brasília. De manière intéressante au Brésil, des souches de GAS présentant un tropisme cutané sont isolées du pharynx. Ces souches ‘cutanées’ pourraient avoir acquis des déterminants génétiques leur permettant de se développer dans des tissus pharyngés. De plus, ces résultats pourraient remettre en question le postulat que seules les souches de tropisme pharyngé sont impliquées dans le développement du RAA. D’autres études épidémiologiques dans des pays où le RAA est endémique devront être réalisées afin de préciser nos résultats et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires menant au développement du RAA. Cependant, étant donné la prévalence du RAA et l’accès limité au diagnostic microbiologique des pharyngites dans le réseau public de soins au Brésil, nous avons développé un score clinique permettant de limiter les traitements antibiotiques chez les enfants probablement atteints de pharyngites virales. L’utilisation de ce score permettrait de réduire le nombre de prescriptions antibiotiques dans les pharyngites de l’enfant de 41 à 55% à Brasília. Le choc toxi-infectieux est une pathologie relativement rare et le RAA n’est quasi plus décrit dans les pays développés. Cependant, deux nourrissons ont présenté un choc toxi-infectieux suivi d’un RAA (HUDERF, Bruxelles). A notre connaissance, cette association clinique n’a jamais été décrite. L’analyse de ces deux cas du point de vue de la virulence bactérienne a révélé la présence de nombreux gènes de facteurs de virulence, portés par des phages et différents dans les deux souches. Nos résultats illustrent la complexité de la relation hôte-pathogène. La capacité des bactéries à s’adapter à leurs hôtes et à causer des pathologies dépend de nombreux facteurs, qui varient d’un isolat à l’autre, et dont l’importance varie d’un hôte à l’autre. Notre travail a permis d’exemplifier la diversité génétique des GAS, aussi bien au niveau du gène emm qu’au niveau des facteurs de virulence, et de l’implication de ceux-ci dans le développement de pathologies streptococciques rares.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Pharmacie.Sciences pour l'ingenieur. Biophysique : Reims : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliographie f.154-169.

Les noyaux de systèmes d'exploitation manipulent des données fournies par les programmes utilisateur via les appels système. Si elles sont manipulées sans prendre une attention particulière, une faille de sécurité connue sous le nom de Confused Deputy Problem peut amener à des fuites de données confidentielles ou l'élévation de privilèges d'un attaquant. Le but de cette thèse est d'utiliser des techniques de typage statique afin de détecter les manipulations dangereuses de pointeurs contrôlés par l'espace utilisateur. La plupart des systèmes d'exploitation sont écrits dans le langage C. On commence par en isoler un sous-langage sûr nommé Safespeak. Sa sémantique opérationnelle et un premier système de types sont décrits, et les propriétés classiques de sûreté du typage sont établies. La manipulation des états mémoire est formalisée sous la forme de lentilles bidirectionnelles, qui permettent d'encoder les mises à jour partielles des états et variables. Un première analyse sur ce langage est décrite, permettant de distinguer les entiers utilisés comme bitmasks, qui sont une source de bugs dans les programmes C. / Operating system kernels need to manipulate data that comes from user programs through system calls. If it is done in an incautious manner, a security vulnerability known as the Confused Deputy Problem can lead to information disclosure or privilege escalation. The goal of this thesis is to use static typing to detect the dangerous uses of pointers that are controlled by userspace. Most operating systems are written in the C language. We start by isolating Safespeak, a safe subset of it. Its operational semantics as well as a type system are described, and the classic properties of type safety are established. Memory states are manipulated using bidirectional lenses, which can encode partial updates to states and variables. A first analysis is described, that identifies integers used as bitmasks, which are a common source of bugs in C programs. Then, we add to Safespeak the notion of pointers coming from userspace. This breaks type safety, but it is possible to get it back by assigning a different type to the pointers that are controlled by userspace. This distinction forces their dereferencing to be done in a controlled fashion. This technique makes it possible to detect two bugs in the Linux kernel: the first one is in a video driver for an AMD video card, and the second one in the ptrace system call for the Blackfin architecture.

Le calcul réparti est de plus en plus utilisé bien qu'il reste très mal maîtrisé. Cette thèse porte sur le Dpi-calcul, une extension simple du pi-calcul dans laquelle tous les processus sont placés dans des localités afin de décrire leur répartition. Dans ce calcul, les processus peuvent communiquer localement et migrer entre localités. À côté des canaux de communication et des localités, on identifie une nouvelle famille d'identifiants, les passeports, permettant un contrôle fin des migrations de processus : un processus doit disposer d'un passeport adéquat pour entrer dans une localité.<br /><br />Afin de structurer le calcul, on met en place un système de types qui associe un type à chaque identifiant pour vérifier qu'un processus n'utilise que les droits qu'il possède. L'ordre de sous-typage sur les types est étendu aux types de passeports suivant les localités d'origine des processus migrant. On démontre que cet ordre admet des bornes inférieures sous certaines conditions. On prouve également que les processus se conformant à cette politique de typage conservent cette propriété au cours de leurs réductions.<br /><br />On étudie aussi l'équivalence observationnelle : quand des processus exhibent-ils des comportements indiscernables pour un observateur ? En présence de passeports, il est indispensable d'imposer à l'observateur d'être loyal, c'est-à-dire d'exiger la possession de passeports pour observer les communications ayant lieu dans les localités correspondantes. Ces contraintes définissent une congruence dite barbue loyale. On développe ensuite un système de transitions étiquetées tel que la bisimilarité loyale engendrée coïncide avec cette congruence barbue loyale.

Cette thèse porte sur l'étude théorique et pratique d'un système de typage appliqué à la preuve de programmes de style fonctionnels. Le système de base est le système ST créé par C.Raffalli; il comporte, outre le polymorphisme, du sous-typage et de l'omission de contenu non-algorithmique. Nous étudions tout d'abord les modèles de la théorie définie par le système de types, en construisant une axiomatique basée sur les treillis permettant de modéliser le calcul et la logique. Nous étudions sur cette base le système de types, montrons la réduction du sujet, et la possibilité de définir en interne la normalisabilité et la réductibilité des programmes. Dans la suite de la thèse, plus appliquée, nous étudions des codages de types de données riches inspirés des langages fonctionnels - y incluant notamment un système de modules du premier ordre- dans le Lambda-Calcul, et montrons qu'ils s'intègrent harmonieusement dans le système; la méthodologie développée dans cette partie permet d'étendre le langage de types et le langage de programmation en conservant un critère de consistance assurant la sûreté du code typé.

XML (eXtensible Markup Language) est un format standard pour l'échange de données semi-structurées, qui est utilisé dans services web, les bases de données, et comme format de sérialisation pour échanger des données entre applications. Afin d'avoir un meilleur traitement de données XML, plusieurs langages statiquement typés pour XML ont été récemment définis, tels XDuce, CDuce, XJ, XTatic, XACT, XHaskell, OCamlDuce. Ces langages peuvent vérifier si un programme n'engendra d'erreurs de types à l'exécution. Mais la plupart de ces langages n'incluent pas le polymorphisme paramétrique ou l'incluent sous un forme très limitée. Cependant, le traitement de données XML nécessite du polymorphisme paramétrique, c'est pourquoi il a été demandé et discuté à plusieurs reprises dans diverses groupes de travail de standardisation (par example, RELAX-NG et XQuery). Nous étudions dans cette thèse les techniques pour étendre par le polymorphisme paramétrique les langages de traitement XML. Notre solution se deroule sur deux étapes: (i) nous définissons et étudions une relation de sous-typage polymorphe sémantique pour un système de type avec types récursifs, types des produits, types des flèches, et types des ensemblistes (c'est-à-dire, l'union, l'intersection et la négation); et (ii) nous concevons et étudions un langage fonctionnel d'ordre supérieur qui tire pleinement parti des nouvelles fonctionnalités du système de type. La solution que nous proposons dans cette thèse est générale. Ainsi elle a des domaines d'application autres que les langages pour le traitement de données XML.