The aim of this thesis is to present a simple model for the radiation to light conversion processes in fluorescent layers as an aid in future developments and applications. Optimisation between sensitivity and spatial resolution for fluorescent layers in digital radiology is a delicate task where the extrinsic efficiency for various phosphors needs to be established for varying parameters. The extrinsic efficiency of a fluorescent layer can be expressed as the ratio of the light energy per unit area at the screen surface to the incident xray energy fluence. Particle size is a critical factor in determining the value of the extrinsic efficiency, but in most models it is not treated as an independent variable. Based on the definition of a light extinction factor (ξ), a model is proposed such that, knowing the intrinsic efficiency η, the particle size and the thickness of a certain make of screen, the extrinsic efficiency can be calculated for an extended range of particle sizes and / or screen thicknesses. The light extinction factor ξ is an optical parameter determined from experimental data on extrinsic efficiency. The proposed model is compared to established methods. Further experiments have confirmed the validity of the model. Monte-Carlo simulations have been utilised to refine the calculations of energy imparted to the phosphor by taking into account the escape of scattered and K-radiation generated in the screen and interface effects at the surfaces. The luminance was measured for a set of in-house manufactured screens of varying thicknesses and particle sizes. Utilising the proposed model, the corresponding calculated values deviated ± 14 %.within the studied range.

Binge-eating disorders are a common problem affecting up to 5 percent of the American population in any given 6-month period. Currently, the most widely accepted treatment is some variation of Cognitive Behavior Therapy. Although there is an abundance of research showing positive effects, the abstinence rates following this type of treatment are currently around 50%. A recent study by Bosch, Miltenberger, Gross, Knudson, and Brower-Breitwieser (2008) explored the effects of extinction on binge-eating behavior that was hypothesized to be maintained by relief from negative emotional responding. The study involved four women who engaged in binge-eating behavior, one of whom met the diagnostic criteria for Bulimia Nervosa. The treatment was successful, with three of the four participants obtaining abstinence. To date, this has been the only study examining this procedure and with only four participants. The purpose of the current study was to further evaluate extinction of binge eating maintained by automatic negative reinforcement with women who met diagnostic criteria for Bulimia Nervosa. Four young women enrolled in the study, three of whom met criteria for Bulimia Nervosa. The results showed that the treatment decreased binge eating to zero for all four women, although one dropped out of the study shortly after beginning the intervention.

Mon activité de recherche, appuyée par l'encadrement d'étudiants, s'est développée autour d'une thématique centrale, l'analyse architecturale de l'arbre fruitier. Mes travaux, sur pommier essentiellement, ont tout d'abord montré l'intérêt de l'architecture comme outil de caractérisation de la variabilité génétique existante (cultivars). J'ai mis en évidence que les différences variétales de comportement architectural et fruitier pouvaient être bien expliquées par deux caractères discriminants non analysés jusque-là : la mortalité physiologique des rameaux, appelé phénomène d' « extinction », et l'aptitude au retour à fruit d'une année à la suivante sur le même rameau. Une relation positive a été mise en évidence entre ces deux phénomènes : les cultivars à forte extinction ont en général une forte aptitude au retour à fruit. Par ailleurs il a été montré que la longueur d'un rameau conditionne la probabilité de floraison terminale et, en cas de floraison, la taille de l'inflorescence et son aptitude à la nouaison. La succession temporelle des évènements joignant la formation d'un méristème à son fonctionnement pluri-annuel apparaît donc comme un système hautement intégré et à déterminisme précoce. Nos résultats suggèrent une régulation fonctionnelle et dynamique entre le nombre de bourgeons en croissance dans une architecture et leurs potentiels organogénétiques individuels. Ils nous ont conduit à formuler des hypothèses sur les effets de manipulations expérimentales (ex. taille, arcure) sur l'architecture de l'arbre entier (ex. durée et rythmicité de croissance, probabilité de floraison) et à les tester in horto. Ces travaux constituent la base de collaborations scientifiques pluridisciplinaires sur deux axes principaux. Le premier est l'analyse de l'impact de manipulations sur le climat lumineux intra-arbre et la contribution des différents types de rameaux à l'interception de la lumière. Le second est l'étude des relations entre architecture et ravageurs-maladies. Il permet de hiérarchiser les facteurs, directement ou indirectement liés à l'architecture, explicatifs du développement des bioagresseurs. Ces deux axes de recherche sont le moteur de mon implication dans différents programmes nationaux et internationaux, ainsi que dans des réseaux informels en France et à l'étranger. Mes travaux s'étendent à d'autres espèces, comme le manguier en collaboration avec le CIRAD où le couplage architecture(spatial)/phénologie(temporel) est approfondi. Mon programme scientifique actuel se recentre sur ce qui est à la base de l'édification architecturale de l'arbre, la croissance du rameau et la distribution et la nature de sa ramification axillaire. Il s'appuie sur des collaborations pluridisciplinaires. Dans une première phase la recherche porte sur des rameaux arqués. L'objectif est de mieux appréhender les mécanismes déterminant certains aspects de la ramification à l'interface entre biomécanique (ex. : contraintes liées à l'arcure) et hydraulique (ex. : lien entre conductance hydraulique des tissus xylémiens reliés au bourgeon et organogenèse). Des résultats récents permettent de formuler des hypothèses sur les rôles respectifs des effets mécaniques et environnementaux sur le patron de ramification observé.

Lors de l'extinction d'un arc de disjoncteur, on observe une brutale diminution de la conductance de l'arc, le plasma est alors soumis à un fort soufflage qui peut conduire à des écarts à l'équilibre chimique. Les modèles fondés sur l'hypothèse de l'équilibre thermodynamique local (E.T.L.) prévoient une diminution de la conductance mais ne rendent pas bien compte de l'ensemble des mécanismes régissant l'extinction. La forte convection est responsable de la présence d'une certaine quantité de gaz froid qui n'a pas été totalement dissocié dans les parties chaudes du plasma. Les particules froides peuvent se recombiner rapidement avec les électrons ce qui modifierait la résistivité du milieu. Pour mettre en évidence ce phénomène qui apparaît dans les disjoncteurs nous avons développé un modèle de l'extinction d'un arc de SF6 pour une géométrie simplifiée à deux dimensions. Ce modèle couple un modèle de cinétique chimique avec un modèle hydrodynamique et permet de calculer les densités des espèces. La mise en place de ce modèle s'est caractérisée par des calculs préliminaires pour l'initialisation : la composition du plasma à l'équilibre est obtenue à l'aide d'un modèle collisionnel ; un modèle hydrodynamique à deux dimensions a été développé et nous permet de calculer les champs de température et de vitesses en régime stationnaire. Le modèle a été complété par une étude sur la cinétique du SF6 qui nous a permis de mettre en évidence les différents processus réactionnels qui gouvernent la disparition des électrons. Nous avons simulé l'extinction de l'arc pour une intensité initiale de 50 A et pour des pressions fixées à 0.1 et 0.4 MPa, le modèle cinétique est couplé au modèle hydrodynamique à partir de l'équation des gaz parfaits et de la relation liant la densité de masse aux densités des espèces. Les principaux résultats du modèle hydrodynamique confirment que la vitesse de refroidissement est de l'ordre de -108 K.s-1. Les résultats sur la cinétique montrent que la convection agit sur les molécules de S2 qui se retrouvent, au bord de la décharge et pour des températures comprises entre 4000 K et 6000 K, en surpopulation par rapport à l'équilibre. Par processus d'échange de charge entre les particules S2 et S+ la surpopulation de S2 va conduire à une surpopulation des ions S2+. Ces ions vont principalement se recombiner avec les électrons provoquant une baisse de la population électronique, et une modification de la résistivité du milieu.

L'exploration de l'Univers lointain connait présentement un essor sans précédent, grâce notamment à une instrumentation de pointe en perpétuelle amélioration. Les galaxies primordiales sont devenues accessibles par une signature spectrale très intense : la raie de recombinaison de l'hydrogène Lyα. En procède une pléthore d'applications cosmologiques, qui demeurent cependant très fragiles et en proie à diverses incertitudes. En cause, la complexité du transfert radiatif de Lyα, qui est une raie résonante. La présente thèse a pour principal objectif la calibration et la consolidation des quantités, observations et interprétations astrophysiques basées sur l'émission Lyα, en particulier dans l'univers lointain. L'approche principale consiste à observer les analogues locaux des galaxies a flambée de formation d'étoiles distantes, permettant une étude détaillée de la physique Lyα à haute résolution grâce au télescope spatial Hubble. Une étude numérique présente ensuite la simulation du transfert radiatif de Lyα dans les galaxies locales et à un décalage spectral de 3, et le lien entre différentes populations de galaxies. Enfin, la dernière partie de ce travail présente une estimation empirique d'une quantité physique cruciale pour la calibration des observables Lyα, à savoir la fraction d'échappement fesc(Lyα), ainsi que les caractéristiques physiques des émetteurs Lyα détectés par GALEX.

<p> </p><p> </p><p> </p><p>The extinction risk of threatened species has traditionally been assessed by the use of tools of Population Viability Analysis (PVA). Species interactions, however, have seldom been accounted for in PVA:s. The omission of species interactions in risk assessments may further lead to serious mistakes when setting target sizes of populations. Even a slight abundance decrease of a target species may result in changes of the community structure; in the worst case leading to a highly impoverished community. Of critical importance to conservation is therefore the question of how many individuals of a certain population that is needed in order to avoid this kind of consequences. In the current study, a stochastic multispecies model is used to estimate minimum ecological viable populations (MEVP); earlier defined as “the minimum size of a population that can survive before itself or some other species in the community becomes extinct”. The MEVP:s are compared to population sizes given by a single species model where interactions with other species are treated as a constant source incorporated in the species specific growth rate. MEVP:s are found to be larger than the population sizes given by the single species model. The results are trophic level dependent and multispecies approaches are suggested to be of major importance when setting target levels for species at the basal level. Species at higher trophic levels, however, are altogether more prone to extinction than species at the basal level, irrespective of food web size and food web complexity.</p><p> </p>

<p>The minimum ecologically viable population size (MEVP) of a species describes the minimum size at which the species itself or another species in the same ecosystem goes extinct as a result of the loss of inter-specific interactions. The MEVP shows a good potential for use as a tool for exploring the mechanisms behind species extinctions, but presently only a small amount of research has been done that takes advantage of this. In this study the MEVP is used to investigate what properties of species can be used as good indicators of ecological importance. 100 large computer generated food webs were created with an assembly model and the reduction in density that was necessary to induce an extinction event in the web was subsequently determined for each species within the webs. This change in density was then correlated with 28 different properties, measured for each species. The results show that properties that measure how well connected a species is, as well as measures of the species role as a prey item in the web are the ones with the greatest potential to find species with high MEVP. Further, the results put emphasis on the importance of regarding the web as a whole when working with species extinctions, while also highlighting the usefulness of the MEVP concept.</p>

Branching processes are stochastic processes describing the evolution of populations of individuals which reproduce and die independently of each other according to specific probability laws. We consider a particular class of branching processes, called Markovian binary trees, where the lifetime and birth epochs of individuals are controlled by a Markovian arrival process. Our objective is to develop numerical methods to answer several questions about Markovian binary trees. The issue of the extinction probability is the main question addressed in the thesis. We first assume independence between individuals. In this case, the extinction probability is the minimal nonnegative solution of a matrix fixed point equation which can generally not be solved analytically. In order to solve this equation, we develop a linear algorithm based on functional iterations, and a quadratic algorithm, based on Newton's method, and we give their probabilistic interpretation in terms of the tree. Next, we look at some transient features for a Markovian binary tree: the distribution of the population size at any given time, of the time until extinction and of the total progeny. These distributions are obtained using the Kolmogorov and the renewal approaches. We illustrate the results mentioned above through an example where the Markovian binary tree serves as a model for female families in different countries, for which we use real data provided by the World Health Organization website. Finally, we analyze the case where Markovian binary trees evolve under the external influence of a random environment or a catastrophe process. In this case, individuals do not behave independently of each other anymore, and the extinction probability may no longer be expressed as the solution of a fixed point equation, which makes the analysis more complicated. We approach the extinction probability, through the study of the population size distribution, by purely numerical methods of resolution of partial differential equations, and also by probabilistic methods imposing constraints on the external process or on the maximal population size. / Les processus de branchements sont des processus stochastiques décrivant l'évolution de populations d'individus qui se reproduisent et meurent indépendamment les uns des autres, suivant des lois de probabilités spécifiques. Nous considérons une classe particulière de processus de branchement, appelés arbres binaires Markoviens, dans lesquels la vie d'un individu et ses instants de reproduction sont contrôlés par un MAP. Notre objectif est de développer des méthodes numériques pour répondre à plusieurs questions à propos des arbres binaires Markoviens. La question de la probabilité d'extinction d'un arbre binaire Markovien est la principale abordée dans la thèse. Nous faisons tout d'abord l'hypothèse d'indépendance entre individus. Dans ce cas, la probabilité d'extinction s'exprime comme la solution minimale non négative d'une équation de point fixe matricielle, qui ne peut être résolue analytiquement. Afin de résoudre cette équation, nous développons un algorithme linéaire, basé sur l'itération fonctionnelle, ainsi que des algorithmes quadratiques, basés sur la méthode de Newton, et nous donnons leur interprétation probabiliste en termes de l'arbre que l'on étudie. Nous nous intéressons ensuite à certaines caractéristiques transitoires d'un arbre binaire Markovien: la distribution de la taille de la population à un instant donné, celle du temps jusqu'à l'extinction du processus et celle de la descendance totale. Ces distributions sont obtenues en utilisant l'approche de Kolmogorov ainsi que l'approche de renouvellement. Nous illustrons les résultats mentionnés plus haut au travers d'un exemple où l'arbre binaire Markovien sert de modèle pour des populations féminines dans différents pays, et pour lesquelles nous utilisons des données réelles fournies par la World Health Organization. Enfin, nous analysons le cas où les arbres binaires Markoviens évoluent sous une influence extérieure aléatoire, comme un environnement Markovien aléatoire ou un processus de catastrophes. Dans ce cas, les individus ne se comportent plus indépendamment les uns des autres, et la probabilité d'extinction ne peut plus s'exprimer comme la solution d'une équation de point fixe, ce qui rend l'analyse plus compliquée. Nous approchons la probabilité d'extinction au travers de l'étude de la distribution de la taille de la population, à la fois par des méthodes purement numériques de résolution d'équations aux dérivées partielles, ainsi que par des méthodes probabilistes en imposant des contraintes sur le processus extérieur ou sur la taille maximale de la population.

Le viroïde de la mosaïque latente du pêcher (PLMVd) est un pathogène mondialement répandu et responsable de pertes (directes et indirectes) relativement importantes au niveau de la culture des pêchers. Cependant, peu de données sont actuellement disponibles en ce qui concerne dune part le(s) déterminant(s) de pathogénicité de ce viroïde et dautre part les éventuels mécanismes de résistance des plantes vis-à-vis des viroïdes. Lapproche originale de ce travail a été de jeter les bases de cette double caractérisation. Dans un premier temps, le rôle du pseudo-nud P8, commun à tous les variants du PLMVd actuellement séquencés, a été étudié par mutagenèse dirigée. Dans un second temps, la réponse moléculaire de plants de pêchers infectés par des variants de pathogénicités différentes a été caractérisée par le biais de la cDNA-AFLP. Lobjectif principal de cette thèse était didentifier une voie métabolique éventuellement impliquée dans la résistance des plants de pêcher contre ce viroïde. Au terme de ce travail, il est apparu que le pseudo-nud P8 était impliqué soit dans la stabilité du viroïde au sein des cellules infectées soit dans la réplication du viroïde. En effet, le variant inoculé présentant un pseudo-nud déstabilisé a montré une réplication réduite au cours des douze mois de létude. De plus, bien que le viroïde muté soit présent dans les plantes inoculées, aucun symptôme na été observé. Il est cependant trop tôt pour déterminer si cette latence apparente est due à une quantité trop faible du viroïde ou bien à une implication du pseudo-nud dans la pathogénicité du viroïde. La caractérisation de lexpression des gènes de plants de pêchers infectés par des variants de pathogénicité différente a permis de montrer que le PLMVd réprimait des gènes impliqués dans la photosynthèse et en particulier dans la protection des deux photosystèmes. Cette expression particulière des gènes des plantes infectées peut être mise en relation avec les symptômes de chlorose et de mosaïque sexprimant au cours dune infection par le PLMVd. Cependant, nous ne pouvons encore affirmer avec certitude si elle est une cause ou une conséquence de ces symptômes. De même, la cDNA-AFLP a permis de mettre en évidence la répression de protéines de choc thermique (HSPs) dans les feuilles symptomatiques. Ces protéines jouent généralement un rôle dans le repliement des protéines ainsi que dans leur assemblage, leur déplacement, leur stabilisation et leur dégradation. La régulation de leur expression peut donc avoir une grande influence dans les plantes infectées et, peut-être, jouer un rôle dans lexpression des symptômes. De même, le gène codant pour une novel cap-binding protein (nCBP) est apparu sous-exprimé dans les feuilles symptomatiques. Le rôle de ces protéines est encore mal connu mais elles pourraient intervenir dans la régulation de la traduction des ARNm. Leur répression peut donc également avoir un impact important et déstabiliser diverses voies métaboliques. Enfin deux gènes codant clairement pour des protéines de défense des plantes ont été identifiés. Il sagit dun gène codant pour un intermédiaire de la thiamine (impliquée dans le déclenchement de la SAR, surexprimé dans les feuilles asymptomatiques) et dun autre gène codant pour une protéine inhibitrice des polygalacturonases (sur-exprimé dans les feuilles symptomatiques). Le rôle exact de ces protéines dans la protection des plantes vis-à-vis du viroïde nest cependant pas encore clair. Ce travail constitue une première étude des relations hôte-pathogène établies durant une infection de plants de pêcher par le PLMVd. Cest également le premier, à notre connaissance à avoir analysé lexpression des gènes de plantes infectées en fonction des symptômes observés./ The Peach latent mosaic viroid (PLMVd) infects peach trees in all production areas. This pathogen is responsible of direct and indirect crop losses. However only a few data are available as regards on one hand the determinant of pathogenicity of this viroid and on the other hand the resistance mechanisms of plants against this pathogen. The original approach of this work was to give the foundation of this double characterization. Firstly, the role of the P8 pseudoknot, present in every sequenced PLMVd, was studied by directed mutagenesis. Secondly, the molecular response of different peach trees infected by different variants was evaluated by the use of the cDNA-AFLP. The main objective of this thesis was to identify a metabolic pathway implicated in the plant defence against the PLMVd. In the term of this work, it seemed that the P8 pseudoknot was implicated either in the stability or in the replication of the viroid into the infected cells. Indeed, the inoculated variant (with a destabilized pseudoknot) has shown a reduced replication during the cultural season. In spite of the presence of the mutated variant in the plants, no symptom was observed on the peach tree leaves. However, we cannot conclude if this absence of symptom is due to the low viroid quantity either to an implication of the pseudo-knot in the pathogenicity of the PLMVd. The characterization of the gene expression in the infected peach trees has allowed to highlight that the PLMVd represses genes implicated in the photosynthesis and more specifically genes involved in the protection of the two photosystems. This particular gene expression in the infected leaves was linked to the chlorosis and mosaic induced by the PLMVd. However, we cannot conclude with certitude if these symptoms are a cause or a consequence of this particular genes expression. The cDNA-AFLP has also allowed to identify the repression of genes coding for heat shock proteins (HSPs) in symptomatic leaves. These proteins generally have a role in the protein folding, assembly, translocation, stabilization and degradation. The regulation of their expression may have a great influence in the infected plants and, maybe, play a role in the symptoms expression. The gene coding for the novel cap-binding protein (nCBP) was also identified has repressed in the symptomatic leaves. The biological role of these proteins is unclear but it seems that these proteins act in the regulation of the mRNA translation. The repression of nCBP may thus have an important impact and to destabilize various biological pathways. Finally, two genes implicated in the plant defence were identified. One coding for a polygalacturonase inhibitor (over-expressed in symptomatic leaves) and the other one coding for a thiamine intermediate (involved in the SAR and over-expressed in the non-symptomatic leaves). The role of these proteins in the plant defence against the PLMVd is however unclear. To our knowledge, this is the first work where the host-pathogen relationship established during a PLMVd infection are studied. This is also the first time were the gene expression is linked to the viroid-induced symptoms.

The dynamics of a plant-pathogen interaction vary both within and among species. Both spatial structuring and specific genetic and life-history characteristics will affect the interaction and the outcome of a potential co-evolution between the two organisms. In this thesis I have studied the interaction between the wild perennial herb Silene dioica and its automictic, obligate anther smut Microbotryum violaceum MvSd. From the plant perspective, I have examined different aspects of biochemical resistance in S. dioica to M. violaceum MvSd. From the pathogen perspective, I have focused on the breeding system of M. violaceum MvSd and its connection to fitness and distribution of genetic diversity. I have used varying methods; glasshouse trails involving inoculation of plants with the pathogen, classical Mendelian analysis involving controlled crosses between plants, microscopic studies of spores and molecular DNA-analysis. With the results I demonstrate that resistance to M. violaceum MvSd in S. dioica can be specific to the attacking pathogen strain and also spatially highly diverse both within and among populations within a metapopulation. Together, these factors are likely to delay the establishment of the disease within host populations and reduce the spread and amount of disease, once it has been established. The results also suggest that the specific resistance expressed against two different M. violaceum MvSd strains were determined by separate gene systems and that, in both cases, the resistance was simply inherited. This implies a potential for relatively rapid response to M. violaceum-induced selection in S. dioica populations variable for resistance. My results also show that automixis clearly is the predominating breeding system of M. violaceum MvSd, similarly to what earlier has been shown for M. violaceum MvSl. Furthermore, I found lower levels of neutral genetic diversity in M. violaceum MvSd in the northern parts of Sweden, compared to what has been found in populations in more southern Europe. This result is consistent with predictions that populations in the outer regions of a species distribution have lower levels of genetic variation. Moreover, populations were highly differentiated in northern Sweden, which could have been generated by high selfing rates, genetic drift and high population turnover rates, all factors that coincide with life-history and ecology of M. violaceum MvSd. However, despite the general low variability in neutral genetic markers, I did find variation in fitness related traits, both within and among populations, as well as differences in infection ability between strains, suggesting there is a potential for co-evolution between S. dioica and M. violaceum MvSd in the area. To summarize, this thesis reflect a plant-pathogen system that is highly influenced by constant colonisation-extinction dynamics, which is likely to have influenced both the genetics of resistance in the plant and the breeding system of the pathogen and thus also the interaction between the two organisms.