L'histoire vivante est une manière de présenter le passé, qui peut se décliner en fonction d'époques variées ; celle qui est prise en compte dans cette recherche concerne la période médiévale. La pratique s'expose à travers deux activités distinctes mais complémentaires : la reconstitution historique et les Arts martiaux historiques européens, couramment nommés AMHE. L'étude menée répond à un travail de terrain interdisciplinaire, mêlant des approches ethnologiques et sociologiques. Les données recueillies proviennent d'observations participantes, mises en place lors de différents événements, d'entretiens (semi-directifs ou directifs) auprès de divers informateurs et, enfin, de deux séries de questionnaires. C'est une méthodologie aussi bien qualitative que quantitative qui a été utilisée, afin de permettre une compréhension globale de l'objet d'étude.La problématique retenue, en fonction d'une dialectique constante entre le terrain et la théorie, questionne les modalités d'expressions d'une pratique culturelle génératrice d'identités. Plusieurs axes ont ainsi pu être dégagés. C'est d'abord sous l'angle de la diffusion des connaissances (actions culturelles, rapport au patrimoine, liens entretenus avec la mémoire et principe de transmission) que l'histoire vivante est abordée. Ensuite, la recherche porte sur les éléments de définition associés à la démarche, entre activité de loisir et professionnalisation. Les thématiques présentées renvoient autant au fait associatif qu'au développement technique, en passant par les enjeux touristiques et les ambivalences relatives au concept de fête. Enfin, le dernier point évoque la pratique sociale, créatrice de liens entre les participants. Du profil sociologique des enquêtés au principe de communauté, les investigations réalisées invitent à appréhender les normes et valeurs spécifiques à ce type d'activités. L'un des principaux enjeux consiste à afficher les mécanismes relatifs à la délimitation identitaire d'un groupe particulier : c'est en fonction du rapport à l'altérité et des normes véhiculées par un ensemble précis que le lien social se maintient ou se délie. La faible reconnaissance dont dispose l'histoire vivante favorise ainsi une approche en termes de jeu identitaire, fécond pour l'analyse globale d'une démarche contemporaine en expansion.

Many image processing algorithms exist that can accurately detect humans and other objects such as vehicles and animals. Many of these algorithms require large amounts of processing often requiring hardware acceleration with powerful central processing units (CPUs), graphics processing units (GPUs), field programmable gate arrays (FPGAs), etc. Implementing an algorithm that can detect objects such as humans at longer ranges makes these hardware requirements even more strenuous as the numbers of pixels necessary to detect objects at both close ranges and long ranges is greatly increased. Comparing the performance of different low-power implementations can be used to determine a trade-off between performance and power. An image differencing algorithm is proposed along with selected low-power hardware that is capable of detected humans at ranges of 500 m. Multiple versions of the detection algorithm are implemented on the selected hardware and compared for run-time performance on a low-power system.

L'histoire vivante est une manière de présenter le passé, qui peut se décliner en fonction d'époques variées ; celle qui est prise en compte dans cette recherche concerne la période médiévale. La pratique s'expose à travers deux activités distinctes mais complémentaires : la reconstitution historique et les Arts martiaux historiques européens, couramment nommés AMHE. L'étude menée répond à un travail de terrain interdisciplinaire, mêlant des approches ethnologiques et sociologiques. Les données recueillies proviennent d'observations participantes, mises en place lors de différents événements, d'entretiens (semi-directifs ou directifs) auprès de divers informateurs et, enfin, de deux séries de questionnaires. C'est une méthodologie aussi bien qualitative que quantitative qui a été utilisée, afin de permettre une compréhension globale de l'objet d'étude.La problématique retenue, en fonction d'une dialectique constante entre le terrain et la théorie, questionne les modalités d'expressions d'une pratique culturelle génératrice d'identités. Plusieurs axes ont ainsi pu être dégagés. C'est d'abord sous l'angle de la diffusion des connaissances (actions culturelles, rapport au patrimoine, liens entretenus avec la mémoire et principe de transmission) que l'histoire vivante est abordée. Ensuite, la recherche porte sur les éléments de définition associés à la démarche, entre activité de loisir et professionnalisation. Les thématiques présentées renvoient autant au fait associatif qu'au développement technique, en passant par les enjeux touristiques et les ambivalences relatives au concept de fête. Enfin, le dernier point évoque la pratique sociale, créatrice de liens entre les participants. Du profil sociologique des enquêtés au principe de communauté, les investigations réalisées invitent à appréhender les normes et valeurs spécifiques à ce type d'activités. L'un des principaux enjeux consiste à afficher les mécanismes relatifs à la délimitation identitaire d'un groupe particulier : c'est en fonction du rapport à l'altérité et des normes véhiculées par un ensemble précis que le lien social se maintient ou se délie. La faible reconnaissance dont dispose l'histoire vivante favorise ainsi une approche en termes de jeu identitaire, fécond pour l'analyse globale d'une démarche contemporaine en expansion. / Living history is a way to investigate the past which differs according to the time period under consideration. The one which is considered in this work is the Middle-Ages. Two distinct but complementary activities are introduced : historical reenactment and HEMA (Historical European Martial Arts). The study uses a cross-disciplinary method, with ethnological and sociological elements. The fieldwork presents participant observation, interviews and questionnaires in a qualitative and quantitative approach.My working hypothesis consists in questioning cultural activity as a means to build up identity. Three points can be developed : the first one displays dissemination of knowledges (cultural modalities, heritage, memory and transmission) related to living history. Then, the research focuses on the link between spare time and occupation. Life organization, expansion of professionalism, tourism and the concept of fair are investigated. The last point refers to the social dimension that creates links among participants. This way, the work presents the sociological profile of the actors, the notion of community, that of the representation of activities which leads to specifics norms and rules. The goal is to understand identity demarcations of a particular group. The connection between alterity, norms and rules allows or releases the social link. The limited recognition of living history conduces to approaches concerning games of identity, fruitful for the analysis of a contemporary practice, which is actually growing in France.

Comment les acteurs qui évoluent dans le champ commun entre droit et psychiatrie choisissent-ils d'interner ou de soigner un patient contre son gré? Appliquent-ils simplement les dispositions légales supposées régir les interventions du champ, ou bien se réfèrent-ils à d'autres formes de normativité? Plus globalement, comment ces acteurs s'approprient-ils les normes et en quoi le choix normatif est-il lié au rôle des individus dans le lien social? Voici, très brièvement exposées, les questions auxquelles nous nous intéresserons dans cette thèse.Cette thèse vise deux objectifs distincts, mais complémentaires. Le premier, d'ordre théorique, s'attache à la compréhension sociologique du phénomène de pluralisme normatif tel qu'il se déploie dans le lien social, et plus particulièrement celle du rôle des individus dans la dynamique normative. Le second vise à mettre en perspective pluralisme normatif et droits de la personne dans le contexte particulier de la psychiatrie. À ce titre, nous avons choisi d'étudier le traitement juridique, clinique et social de l'internement et des soins psychiatrique. En effet, cet objet permet de mettre en évidence diverses tensions normatives latentes et constitue un support privilégié à la théorisation des rapports normatifs.

Comment les acteurs qui évoluent dans le champ commun entre droit et psychiatrie choisissent-ils d’interner ou de soigner un patient contre son gré? Appliquent-ils simplement les dispositions légales supposées régir les interventions du champ, ou bien se réfèrent-ils à d’autres formes de normativité? Plus globalement, comment ces acteurs s’approprient-ils les normes et en quoi le choix normatif est-il lié au rôle des individus dans le lien social? Voici, très brièvement exposées, les questions auxquelles nous nous intéresserons dans cette thèse. Cette thèse vise deux objectifs distincts, mais complémentaires. Le premier, d’ordre théorique, s’attache à la compréhension sociologique du phénomène de pluralisme normatif tel qu’il se déploie dans le lien social, et plus particulièrement celle du rôle des individus dans la dynamique normative. Le second vise à mettre en perspective pluralisme normatif et droits de la personne dans le contexte particulier de la psychiatrie. À ce titre, nous avons choisi d’étudier le traitement juridique, clinique et social de l’internement et des soins psychiatrique. En effet, cet objet permet de mettre en évidence diverses tensions normatives latentes et constitue un support privilégié à la théorisation des rapports normatifs. Nous étudions d’abord, d’un point de vue épistémologique, les paradigmes juridique et sociologique de la régulation sociale et de l’internormativité. Nous y explorons différentes conceptions du droit et de la normativité, et, par extension, la mise en forme des rapports humains et celle de la société. Dans un premier temps, nous concluons de cette analyse que les différentes formes de normativités s’agencent de manière complexe et changeante, sans qu’aucune hiérarchie n’apparaisse toujours clairement. Dans un second temps, on y constate que les individus influencent l’activation de la normativité, qu’elle soit juridique ou non. La pluralité des normes et du sens qu’elles véhiculent, confronte naturellement l’individu au choix entre plusieurs standards. Pour mieux comprendre la place effective de l’individu dans la dynamique normative, en tant que détenteur d’une certaine marge de liberté, nous optons pour un point de vue subjectiviste et constructiviste. Dans cette perspective, l’interprétation des normes et le sens qu’elles portent sont liés à la conception que l’individu se fait du sens de son action et de son propre rôle dans le rapport interpersonnel et social. C’est dans cette perspective que nous proposons le Modèle de pluralisme normatif appliqué, largement inspiré des approches sociologiques étudiées, et plus précisément du concept de « droit vivant ». À travers ce modèle, le pluralisme normatif est conceptualisé comme un ensemble de normes issues de diverses sources, dont les substances peuvent s’opposer, et qui s’imposent avec une force variable. En outre, la qualification du discours psychiatrique en tant que norme comportementale de la normalité exemplifie des clivages entre différentes perspectives sur le lien social, et notamment sur les patients psychiatriques. Dans le cadre du modèle proposé, chaque norme est jumelée à une rationalité de nature cognitive ou axiologique, selon la nature du rapport à l’autre. L’hypothèse avancée est à l’effet que la marge de liberté de l’acteur est corollaire à la rigidité du cadre juridique: plus le droit est précis moins l’individu aura recours à d’autres formes de normativité. Nous avons retenu, aux fins de vérification de notre hypothèse, deux situations distinctes au regard de la structure du cadre juridique, mais présentant des enjeux éthiques et juridiques semblables: l’hospitalisation et les soins psychiatriques imposés contre la volonté des patients, soit la garde en établissement et l’autorisation judiciaire de soins (art. 30 et 16 C.c.Q.). La recherche empirique menée auprès de juges et de psychiatres a pour but de cartographier le rapport complexe entre l’acteur étudié (le sens qu’il attribue à son action, la conception qu’il a de son rôle dans le lien social) et les normes. Les données révèlent que deux types de normes sont en réalité complémentaires: il s’agit des propositions normatives et factuelles. Les premières sont associées au rôle dans lequel l’individu se projette alors que les secondes servent à la mise en œuvre pratique de ce rôle. De même, la prégnance d’un discours sur la normalité démontre la survivance d’une perspective paternaliste et morale issue de la psychiatrie, qui est difficilement conciliable avec une approche fondée sur le respect des droits de la personne. Finalement, nous concluons que le choix entre différents types de normes est influencé par la conception que chacun se fait de la société dans laquelle il vit et plus précisément de la place qu’il y tient. La recherche empirique nous autorise à poser des questions sous-jacentes à la véritable nature de l’intervention judiciaire et psychiatrique en matière de garde en établissement et d’autorisation de soins, et aux fondements paradigmatiques et ontologiques du droit en ces matières. / How do those working in the intersection between law and psychiatry make decisions to confine or treat patients against their will? Do they simply apply the legal provisions that are supposed to regulate such actions, or do they refer to other forms of normativity? More globally, how do such stakeholders adopt norms and how is the choice of norms related to individuals’ roles in the social fabric? These are, very briefly, the issues explored in this thesis. This thesis has two distinct, but complementary, objectives. The first is theoretical, and concerns the sociological understanding of the phenomenon of normative pluralism as it operates in the social fabric and more specifically of individuals’ roles in normative dynamics. The second objective is to place normative pluralism and human rights into perspective in the special context of psychiatry. For this, we have chosen to study legal, clinical and social approaches to confining patients and to psychiatric care. This brings to light various latent normative tensions, which proves useful when drawing up theories about normative relations. We begin by doing an epistemological analysis of the legal and sociological paradigms of social regulation and internormativity. In this section, we explore different conceptions of law and normativity and, by extension, the shaping of human and social relations. Our first conclusion from this analysis is that the different forms of normativity interweave in complex, changing ways and that no clear hierarchy always emerges. Our second conclusion is that individuals influence the application of norms, whether they are legal or not. The plurality of norms and of the meanings that they convey naturally confronts individuals with choices among different standards. In order to gain a better understanding of individuals’ real roles in normative dynamics, since individuals have a certain degree of freedom, we have taken a subjectivist, constructivist point of view. From this perspective, interpretations of norms and the meanings they convey are related to individuals’ conceptions of the meaning of their actions and roles in interpersonal and social relations. It is from this perspective that we propose the applied normative pluralism model, which is inspired largely by the sociological approaches we have studied and more specifically by the concept of “living law.” Using this model, we conceptualize normative pluralism as a set of norms flowing from various sources that may be in substantial contradiction and have different weights. Indeed, describing psychiatric discourse as a behavioural norm of normality is a perfect example of the cleavage between different perspectives on social ties, especially with respect to psychiatric patients. In the proposed model, each norm is twinned with cognitive or axiological rationality, depending on the nature of the relationship to the Other. Our hypothesis is that the actor’s degree of freedom correlates with the rigidity of the legal framework: the more specific the law is, the less the individual will have recourse to other forms of normativity. In order to verify our hypothesis, we have used two distinct situations that are regulated by law in different ways but that have similar ethical and legal stakes: non-consensual hospitalization and psychiatric care, in other words, confinement to an institution and court authorization of care (Québec Civil Code, articles 30 and 16). Our empirical research on judges and psychiatrists has been designed to map the complex relationships between those studied (the meanings they give to their actions, their conceptions of their roles in the social fabric) and norms. The findings show that two types of norms are in fact complementary: normative and factual propositions. The former are associated with the role that the individual thinks he or she has, while the latter are used in practical implementation of that role. Similarly, the weight of a discourse on normality demonstrates the survival of a paternalist moral perspective with its roots in psychiatry. This is difficult to reconcile with an approach based on human rights. Finally, we conclude that the choice between different types of norms is influenced by the conception that each individual has of the society in which he or she lives, and more specifically of his or her role in that society. Our empirical research raises questions about what is underlying the real nature of legal and psychiatric intervention with respect to confining patients to institutions and authorizing care, and about the pragmatic and ontological foundations of law in these areas. / Thèse de doctorat réalisée en cotutelle avec l'Institut du social et du politique de l'École Normale supérieure de Cachan.

Les bioprocédés ont connu un essor considérable au cours de ces dernières années et sont promis à un bel avenir. Qu'il s'agisse de la production de vaccins, de la fermentation de levures pour l'industrie alimentaire ou encore de l'épuration biologique des eaux usées, les applications sont nombreuses et les produits sont d'un intérêt capital pour l'être humain. Étant donnés le coût et le temps de mise en oeuvre de ces procédés, il est particulièrement utile de construire des simulateurs permettant de reproduire le comportement macroscopique des cultures cellulaires utilisées. Ces simulateurs peuvent servir à déterminer des conditions optimales de fonctionnement (en fonction des critères de l'utilisateur) et à tester certains outils (régulateurs, capteurs logiciels, etc.). Par ailleurs, il est nécessaire, pour le suivi et la régulation de ces procédés, de disposer de grandeurs mesurées (concentrations cellulaires, en substrats, en le produit d'intérêt, etc.). Les problèmes liés à la mesure matérielle de ces grandeurs sont nombreux: coût des capteurs, destruction des échantillons, longues périodes d'échantillonnage, temps d'analyse élevés, etc. Il est dès lors utile de construire des observateurs d'états (ou capteurs logiciels) fournissant une estimation en temps continu de grandeurs non mesurées sur la base d'un modèle mathématique et de certaines mesures matérielles.<p><p>Les modèles mathématiques sont nécessaires pour la synthèse des deux types d'outils envisagés dans ce travail (simulateurs et capteurs logiciels). Les modèles utilisés consistent en les bilans massiques des constituants apparaissant dans le schéma réactionnel, ce dernier contenant les réactions essentielles pour la description des phénomènes à l'échelle macroscopique. Au sein de ces bilans massiques, une nouvelle structure générale de modèle cinétique est proposée, possédant un certain nombre de propriétés intéressantes, telles l'interprétation physique des paramètres cinétiques, les concentrations définies positives sous certaines conditions, la garantie de stabilité entrées bornées - états bornés, ou encore la possibilité de linéarisation en les paramètres à estimer.<p><p>Une méthodologie générale d'estimation paramétrique est proposée, afin d'identifier les coefficients pseudo-stoechiométriques, les coefficients cinétiques et certains paramètres expérimentaux (concentrations initiales des cultures). Cette méthodologie possède un caractère systématique, prend en compte les erreurs de mesure sur l'ensemble des signaux (y compris à l'instant initial), fournit à l'utilisateur la covariance des erreurs d'estimation paramétrique, prend en compte intrinsèquement les contraintes de signe sur les paramètres, fournit une estimation des erreurs de simulation, permet de réduire le nombre d'équations différentielles au sein du modèle, etc. La mise en oeuvre et l'intérêt de ces outils sont illustrés en simulation (cultures bactériennes) et dans le cas d'une application réelle (cultures de cellules animales CHO).<p><p>La première catégorie d'observateurs d'états étudiée dans ce travail est celle des observateurs utilisant pleinement le modèle cinétique. L'observation d'états basée sur l'identification des conditions initiales les plus vraisemblables est plus particulièrement analysée. Elle consiste à estimer en temps continu l'entièreté de l'état par intégration d'un modèle de simulation au départ des conditions initiales les plus vraisemblables. Ces dernières sont identifiées à chaque nouvel instant de mesure sur la base de toute l'information disponible jusqu'à cet instant. Certaines propriétés mathématiques sont étudiées (dont une comparaison avec le filtre de Kalman) et un certain nombre d'extensions de la méthode sont proposées (dont une version récurrente qui ne nécessite plus de résoudre un problème d'optimisation non linéaire à chaque nouvel instant de mesure). Ces outils sont à nouveau illustrés dans le cadre des cultures de cellules animales CHO, et se basent sur les modèles de simulation développés dans la première partie du travail.<p><p>Étant donné les risques de divergence des observateurs de cette première catégorie lorsque la qualité du modèle cinétique n'est pas suffisante, une seconde catégorie est envisagée, constituée des observateurs utilisant partiellement le modèle cinétique. Dans ce contexte, un nouvelle technique est proposée consistant en un observateur hybride entre le filtre de Kalman étendu (utilisant pleinement le modèle cinétique) et l'observateur asymptotique de Bastin et Dochain (n'utilisant pas du tout le modèle cinétique). Cette structure estime (conjointement avec l'état du système) un degré de confiance en le modèle cinétique. Elle est capable d'évoluer de façon progressive, en fonction de ce degré de confiance, entre les deux solutions extrêmes (filtre de Kalman et observateur asymptotique), tirant ainsi parti des avantages respectifs de ces deux méthodes selon les conditions opératoires et la qualité du modèle cinétique. Ces outils sont validés sur des cultures bactériennes simulées.<p><p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

No description available.

Telomeres are nucleoprotein structures that cap the physical ends of eukaryotic chromosomes. They consist of repetitive DNA sequences 5’-TTAGGG-3’ assembled with proteins which form the shelterin complex. This complex protects the ends of chromosomes by inhibiting DNA repair pathways at telomeres and avoid their recognition as double-strand breaks. Telomeres have been identified as a transcriptionally silent zone until 2007 when a noncoding RNA called TERRA (TElomeric Repeat containing RNA) transcribed from telomeres was discovered. This RNA gave rise to many questions: How is TERRA regulated? How is TERRA expressed? Does TERRA interact with proteins, DNA or RNA? After several studies, we know that TERRA is frequently expressed in cancer cells and it interacts with a large proteome. Nevertheless, its specific function remains unknown. In this thesis, we studied this RNA in human cancer cells using live-cell microscopy which allowed us to get information on TERRA’s dynamics, localization and its interactome. Moreover, we used single-molecule imaging on TERRA 15q labeled by the MS2-GFP system, which allowed the visualization of TERRA transcripts. This study resulted in the discovery of two types of TERRA population from telomere 15q: one of the population is characterized by the formation of clusters and a second population is constituted of unique molecules more dynamic in the nucleus. Finally, in order to better understand TERRA’s functions, we developed a new approach which consists on immunoprecipitating TERRA using the MS2 stem-loops as a tag to identify TERRA-interacting proteins such as the telomeric factor TRF2 or RNA-binding proteins like hnRNP -A1 or FUS. / Les télomères forment les extrémités des chromosomes chez les eucaryotes. Ces séquences répétées en tandem 5’-TTAGGG-3’ font partie d’un complexe nucléoprotéique appelé shelterin. En effet, cet assemblage de protéines télomériques permet la protection des extrémités des chromosomes, permettant à celles-ci de ne pas être reconnues comme des cassures dans l’ADN et d’activer les voies de réparation de l’ADN. Les télomères ont longtemps été reconnus comme étant des zones de transcription inactives, ce jusqu’en 2007 lorsqu’une équipe de recherche découvrit un ARN non codant appelé TERRA (Telomeric Repeat containing RNA). Ce dernier a suscité de nombreuses questions : quel est le rôle de cet ARN? Comment est-il exprimé et régulé? Interagit-il avec d’autres facteurs cellulaires? Les différentes recherches menées sur cet ARN ont permis de conclure que celui-ci était fréquemment induit dans les cellules de cancer, que ses partenaires d’interactions sont nombreux, mais que ses fonctions restent encore mal définies. Par ailleurs, ces différentes études ont toujours été ou presque réalisées sur des cellules fixées, sur une population totale d’ARN télomérique TERRA. Afin d’apporter de nouvelles réponses et de mieux caractériser cet ARN, nous avons étudié ce transcrit dans des cellules de cancer humain en utilisant la technique de microscopie en temps réel, qui permet de récolter des données sur la dynamique, la localisation de cet ARN et ses éventuels partenaires. De plus, nous nous sommes intéressés à des molécules uniques de TERRA issues du télomère 15q en exploitant la technique de marquage avec des tiges-boucles MS2 (MS2-GFP). Cette étude de microscopie a permis de découvrir deux types de population de l’ARN TERRA 15q : une population caractérisée par des assemblages d’ARN dit clusters (agrégats d’ARN) et une population plus singulière qui semble avoir une diffusion plus importante dans le noyau de la cellule. Par ailleurs, l’expression de l’ARN TERRA semble être différente d’un type cellulaire à un autre et nous avons donc cherché à connaître le niveau d’expression de cet ARN au sein de la lignée étudiée au cours de ce projet de recherche. Enfin, afin de découvrir de nouveaux rôles pour cet ARN, nous avons développé une approche de co-immunoprécipitation de l’ARN TERRA pour identifier des interactions avec des protéines du complexe shelterin comme TRF2, ou des protéines liant l’ARN comme hnRNP-A1 ou encore FUS.

Cette thèse est dédiée à l’analyse et la modélisation d'expériences où la position d'un traceur dans le milieu cellulaire est enregistrée au cours du temps. Il s’agit de pouvoir de retirer le maximum d’information à partir d’une seule trajectoire observée expérimentalement. L’enjeu principal consiste à identifier les mécanismes de transport sous-jacents au mouvement observé. La difficulté de cette tâche réside dans l’analyse de trajectoires individuelles, qui requiert de développer de nouveaux outils d’analyse statistique. Dans le premier chapitre, un aperçu est donné de la grande variété des dynamiques observables dans le milieu cellulaire. Notamment, une revue de différents modèles de diffusion anormale et non-Gaussienne est réalisée. Dans le second chapitre, un test est proposé afin de révéler la rupture d'ergodicité faible à partir d’une trajectoire unique. C’est une généralisation de l’approche de M. Magdziarz et A. Weron basée sur la fonction caractéristique du processus moyennée au cours du temps. Ce nouvel estimateur est capable d’identifier la rupture d’ergodicité de la marche aléatoire à temps continu où les temps d'attente sont distribués selon une loi puissance. Par le calcul de la moyenne de l’estimateur pour plusieurs modèles typiques de sous diffusion, l’applicabilité de la méthode est démontrée. Dans le troisième chapitre, un algorithme est proposé afin reconnaître à partir d’une seule trajectoire les différentes phases d'un processus intermittent (e.g. le transport actif/passif à l'intérieur des cellules, etc.). Ce test suppose que le processus alterne entre deux phases distinctes mais ne nécessite aucune hypothèse sur la dynamique propre dans chacune des phases. Les changements de phase sont capturés par le calcul de quantités associées à l’enveloppe convexe locale (volume, diamètre) évaluées au long de la trajectoire. Il est montré que cet algorithme est efficace pour distinguer les états d’une large classe de processus intermittents (6 modèles testés). De plus, cet algorithme est robuste à de forts niveaux de bruit en raison de la nature intégrale de l’enveloppe convexe. Dans le quatrième chapitre, un modèle de diffusion dans un milieu hétérogène où le coefficient de diffusion évolue aléatoirement est introduit et résolu analytiquement. La densité de probabilité des déplacements présente des queues exponentielles et converge vers une Gaussienne au temps long. Ce modèle généralise les approches précédentes et permet ainsi d’étudier en détail les hétérogénéités dynamiques. En particulier, il est montré que ces hétérogénéités peuvent affecter de manière drastique la précision de mesures effectuées sur une trajectoire par des moyennes temporelles. Dans le dernier chapitre, les méthodes d’analyses de trajectoires individuelles sont utilisées pour étudier deux expériences. La première analyse effectuée révèle que les traceurs explorant le cytoplasme montrent que la densité de probabilité des déplacements présente des queues exponentielles sur des temps plus longs que la seconde. Ce comportement est indépendant de la présence de microtubules ou du réseau d’actine dans la cellule. Les trajectoires observées présentent donc des fluctuations de diffusivité témoignant pour la première fois de la présence d’hétérogénéités dynamiques au sein du cytoplasme. La seconde analyse traite une expérience dans laquelle un ensemble de disques de 4mm de diamètre a été vibré verticalement sur une plaque, induisant un mouvement aléatoire des disques. Par une analyse statistique approfondie, il est démontré que cette expérience est proche d'une réalisation macroscopique d'un mouvement Brownien. Cependant les densités de probabilité des déplacements des disques présentent des déviations par rapport à la Gaussienne qui sont interprétées comme le résultat des chocs inter-disque. Dans la conclusion, les limites des approches adoptées ainsi que les futures pistes de recherches ouvertes par ces travaux sont discutées en détail. / This thesis is dedicated to the analysis and modeling of experiments where the position of a tracer in the cellular medium is recorded over time. The goal is to be able to extract as much information as possible from a single experimentally observed trajectory. The main challenge is to identify the transport mechanisms underlying the observed movement. The difficulty of this task lies in the analysis of individual trajectories, which requires the development of new statistical analysis tools. In the first chapter, an overview is given of the wide variety of dynamics that can be observed in the cellular medium. In particular, a review of different models of anomalous and non-Gaussian diffusion is carried out. In the second chapter, a test is proposed to reveal weak ergodicity breaking from a single trajectory. This is a generalization of the approach of M. Magdziarz and A. Weron based on the time-averaged characteristic function of the process. This new estimator is able to identify the ergodicity breaking of continuous random walking where waiting times are power law distributed. By calculating the average of the estimator for several subdiffusion models, the applicability of the method is demonstrated. In the third chapter, an algorithm is proposed to recognize the different phases of an intermittent process from a single trajectory (e.g. active/passive transport within cells, etc.).This test assumes that the process alternates between two distinct phases but does not require any hypothesis on the dynamics of each phase. Phase changes are captured by calculating quantities associated with the local convex hull (volume, diameter) evaluated along the trajectory. It is shown that this algorithm is effective in distinguishing states from a large class of intermittent processes (6 models tested). In addition, this algorithm is robust at high noise levels due to the integral nature of the convex hull. In the fourth chapter, a diffusion model in a heterogeneous medium where the diffusion coefficient evolves randomly is introduced and solved analytically. The probability density function of the displacements presents exponential tails and converges towards a Gaussian one at long time. This model generalizes previous approaches and thus makes it possible to study dynamic heterogeneities in detail. In particular, it is shown that these heterogeneities can drastically affect the accuracy of measurements made by time averages along a trajectory. In the last chapter, single-trajectory based methods are used for the analysis of two experiments. The first analysis carried out shows that the tracers exploring the cytoplasm show that the probability density of displacements has exponential tails over periods of time longer than the second. This behavior is independent of the presence of both microtubules and the actin network in the cell. The trajectories observed therefore show fluctuations in diffusivity, indicating for the first time the presence of dynamic heterogeneities within the cytoplasm. The second analysis deals with an experiment in which a set of 4mm diameter discs was vibrated vertically on a plate, inducing random motion of the disks. Through an in-depth statistical analysis, it is demonstrated that this experiment is close to a macroscopic realization of a Brownian movement. However, the probability densities of disks’ displacements show deviations from Gaussian which are interpreted as the result of inter-disk shocks. In the conclusion, the limits of the approaches adopted as well as the future research orientation opened by this thesis are discussed in detail.

Le complexe de pores nucléaires est le seul point d'entrée et de sortie du transport nucléocytoplasmique. Le panier nucléaire, l'un de ses principaux composants, s'est avéré impliqué dans la régulation des gènes et pourrait jouer un rôle majeur dans le contrôle de la qualité de l'export d'ARNm. Cependant, on sait peu de choses sur le fonctionnement du panier dans l'export nucléaire et la régulation des gènes. La principale composante structurelle du panier, la TPR (Translocated Promoter Region), est considérée comme l'acteur principal de la fonction de contrôle de la qualité du panier. Il reste à établir par quel mécanisme cette protéine assure la sélection des mRNP compétentes pour l'exportation. Malgré son implication connue dans le contrôle de la qualité des mRNP, l'exportation et la maturation, des questions demeurent: que fait vraiment le panier, qu'est-ce qui définit le contrôle qualité, comment le panier nucléaire est-il capable d'identifier l'ARN qui n'est pas compétent pour l'exportation et quels sont les rôles de différentes protéines composant le panier nucléaire. Récemment, il a été montré que la protéine TPR est présente dans deux populations, l'une dans le nucléoplasme et l'autre liée au NPC. Nos études préliminaires utilisant FRAP (Fluorescence Recorvery After Photobleaching) et la microscopie à molécule unique montrent que les molécules nucléoplasmiques de TPR ne sont pas impliquées dans un échange rapide avec les molécules assemblant avec les paniers ancrés au NPC et présentent différentes sous-populations basées sur la diffusion. L'analyse de études protéomiques préliminaires de notre laboratoire a révélé que l’interactome de TPR présente un enrichissement inattendu en protéines impliquées dans la maturation de l'ARNm, notamment l'épissage et les facteurs de traitement de l'extrémité 3'. Ces résultats pourraient suggérer des interactions complexes des nouvelles fractions nucléoplasmiques de TPR avec la machinerie de maturation des ARNms et nous amènent à poser les questions suivantes : Quelle est la fonction de la protéine du panier TPR lorsqu'elle n'est pas associée au NPC, et la TPR nucléoplasmique participe-t-elle au métabolisme de l'ARN nucléaire, reliant potentiellement les processus nucléaires au contrôle de la qualité au NPC? Mon projet s'est concentré sur l'étude des fonctions et de la dynamique de la protéine du panier nucléaire TPR à l'aide de techniques d'imagerie fluorescente en cellule vivante et de suivi de protéine unique. Nous avons pu identifier la dynamique et la localisation des différentes populations de TPR à partir des profils de diffusion de leurs trajectoires, qui peuvent être réparties en 5 catégories : Dirigée, Brownienne, Restreinte, Confinée et Butterfly. Nos données suggèrent que les trajectoires confinées pourraient être liée à l’association de TPR à la chromatine tandis que les browniennes représenteraient les molécules de TPR diffusant librement dans le noyau. De plus, nous avons constaté que les trajectoires dirigées et restreintes pourraient être liées à la maturation de l'ARN vu que ces deux sous-populations de TPR sont les plus affectées lorsque la transcription est inhibée. Également, en absence de la transcription par l’ARN polymérase II, TPR forme des granules dans le nucléoplasme, suggérant son implication durant la transcription active. Ainsi, notre étude montre que la fraction nucléoplasmique du TPR est subdivisée en fractions non associées aux pores hétérogènes qui pourraient jouer plusieurs rôles dans le métabolisme de l'ARN et la qualité de l'export. / The nuclear pore complex is the only entry and exit point for the nucleocytoplasmic transport. The nuclear basket, one of its main components, was shown to be involved in gene regulation and could play a major role in quality control of mRNA export. However, little is known on how the basket functions in nuclear export and gene regulation. The main structural component of the basket, TPR (Translocated Promoter Region), is thought to be the main actor in the quality control function of the basket. It is yet to be establish by which mechanism this protein ensures the selection of competent mRNPs for export. With all these involvement of the basket in quality control, export, and maturation, one question remains: What is the basket really doing, what defines quality control, how the nuclear basket can identify RNAs that aren’t competent for export, and what are the roles of the different proteins that make up the basket. Recently it was shown that TPR is present in two populations, one in the nucleoplasm and another bound at the NPC. Our preliminary studies using FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) and single molecule microscopy shows that the nucleoplasmic TPR molecules aren’t exchanging with the baskets anchored at the NPC and present different subpopulations based on diffusion. Analysis of preliminary proteomics studies from our laboratory revealed an interactome with an unexpected enrichment of proteins involved in mRNA maturation notably splicing and 3’ end processing factors. These results imply complex interactions of the new fractions of TPR and lead us to ask these following questions: What is the function of the basket protein TPR when it is not associated with the NPC, and does nucleoplasmic TPR participate in nuclear RNA metabolism, potentially linking nuclear processes to quality control at the NPC? My project focused on investigating the functions and dynamics of the nuclear basket protein TPR using fluorescent live-cell and single-protein imaging techniques. We were able to identify the dynamics and localization of the different populations of TPR based on the diffusion profiles of their trajectories, which can be divided in 5 categories: Directed, Brownian, Restricted, Confined and Butterfly. Our data suggest that the confined population might be linked to chromatin association of TPR, whereas the Brownian would represent the free diffusing TPR molecules in the nucleus. We further found that the Directed and Restricted trajectories could be linked to RNA maturation as these two subpopulations of TPR are most affected when transcription is inhibited. Moreover, in absence of transcription, TPR forms granules in the nucleus, suggesting its implication during active transcription. Altogether, our study shows that the nucleoplasmic fraction of TPR is subdivided in heterogenous diffusive fractions that could play several roles in the metabolism of RNA and quality of export