L’initiation du cycle infectieux du virus de l’hépatite C (HCV) nécessite la traversée de la membrane cellulaire. Cette étape d’entrée met en jeu les protéines d’enveloppe du virus ainsi que les récepteurs à la surface cellulaire. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à ces deux aspects. Partant de l’hypothèse que les protéines d’enveloppe du HCV, E1 et E2, ont co-évolué au sein de chaque génotype, nous avons mis en évidence des incompatibilités fonctionnelles intergénotypiques entre ces protéines. Nous avons ensuite construit plusieurs séries de chimères intergénotypiques de E2 en nous basant sur un modèle structural. Ces chimères ont été étudiées d’un point de vue fonctionnel dans un système infectieux ainsi qu’à l’aide de pseudotypes rétroviraux. Ces travaux nous ont permis d’identifier plusieurs déterminants de E2 impliqués dans l’assemblage de la particule virale ainsi qu’une région juxtamembranaire prenant part au processus d’entrée virale. Cette dernière a été caractérisée d’un point de vue structural. Du fait de l’association potentielle entre le virus HCV et des lipoprotéines de faible densité, le LDLR a été proposé comme facteur d’entrée pour ce virus. Cependant, son rôle précis dans l’entrée du virus HCV reste mal compris. Nous avons étudié l’implication de ce récepteur en comparant les mécanismes d’internalisation du virus HCV et des lipoprotéines. Nous avons montré que la particule virale interagit avec le LDLR. Cependant, cette interaction ne semble pas conduire à une infection productive. De plus, nos données suggèrent que par ses fonctions de transport lipidique, le LDLR module la réplication génomique du virus HCV. / To initiate its life cycle, hepatitis C virus (HCV) needs to cross the cellular membrane. This process involves the viral envelope proteins and cellular receptor(s). During this thesis, we studied these two aspects. Our objectives were to identify new functional determinants in HCV glycoprotein E2 and to investigate the role of the LDL receptor (LDLR) during the HCV life cycle. With the hypothesis that E1 and E2 glycoproteins have co-evolved within the different genotypes, we identified functional intergenotypic incompatibilities between these two proteins. Based on a structural model, we then constructed several series of intergenotypic E2 chimeras. The functionality of these chimeras was analyzed in an infectious system and with the help of retroviral pseudotypes. This work led us to identify several E2 determinants involved in viral particle assembly as well as a juxtamembrane region taking part in virus entry. This latter has also been characterized at a structural level to better understand its role. Due to the potential interaction between HCV particle and low-density lipoproteins, the LDLR has been proposed as an entry factor for this virus. However, its exact role in HCV entry remains poorly understood. In this thesis, we investigated the role of this receptor in the HCV life cycle by comparing virus entry to the mechanism of lipoprotein uptake. We showed that the viral particle interacts with the LDLR. However, this interaction does not seem to lead to a productive infection. Furthermore, our data are in favour for a role of the LDLR as a lipid providing receptor which modules viral RNA replication.

L'analyse de la posture d'un humain à partir d'images est un problème difficile en raison à la fois de la complexité de l'objet étudié (causée entre autres par le nombre de degrés de liberté et la forte variabilité d'apparences entre les personnes) et des ambiguïtés visuelles introduites par le système d'observation (liées aux phénomènes d'auto-occultation et à la perte d'information sur la profondeur). La diversité de ses applications potentielles - comme la réalité virtuelle, l'interface homme machine, l'analyse du geste sportif...- en fait toutefois un sujet de recherche très actif. Cette thèse présente un système d'estimation de la configuration d'un modèle articulé du corps à partir des images acquises par un système de caméras fixes et calibrées, observant une personne évoluant dans une pièce. La méthode proposée ne suppose pas de connaissance sur les estimations précédentes dans la vidéo, et s'affranchit donc des éventuels problèmes d'initialisation ou de perte de suivi. L'objectif de ce travail est d'ouvrir la voie vers une analyse robuste et temps-réel de la posture pour l'interprétation de scènes et la vidéo surveillance. L'analyse s'appuie tout d'abord sur une extraction de la silhouette pour chacune des caméras par une méthode de soustraction de fond. Une reconstruction en voxels de l'enveloppe visuelle du corps est ensuite obtenue grâce à un algorithme de Shape from Silhouettes. Cette enveloppe 3D fusionne les primitives extraites des images et les informations sur la géométrie du système d'acquisition, et représente un moyen de rendre l'estimation plus indépendante du placement des caméras. L'estimation est ensuite basée sur une régression : l'application permettant de passer de la forme 3D reconstruite à la configuration du corps correspondante est modélisée durant une phase d'apprentissage. Les informations a priori intégrées dans le modèle appris permettent une prédiction directe de la pose à partir des données images (représentées par l'enveloppe visuelle). Le temps de calcul associé à l'estimation est réduit car le travail de modélisation est reporté sur la phase d'entrainement effectuée hors-ligne. Des bases v tel-00725684, version 1 - 27 Aug 2012 vi d'apprentissage synthétiques ont été créées grâce à des logiciels d'animation d'avatars et de rendu 3D. Pour encoder de manière concise la géométrie de l'enveloppe visuelle, un nouveau descripteur 3D a été proposé. Différentes possibilités sur la paramétrisation du mouvement du corps, la complexité du descripteur, la méthode de régression, la configuration des caméras...ont été envisagées et testées. Toutes les méthodes proposées sont évaluées quantitativement sur des données synthétiques, qui permettent une comparaison à la vérité terrain. La robustesse du système est éprouvée qualitativement grâce à des tests sur des séquences réelles, portant sur l'analyse des mouvements de marche et de bras.

Cette thèse s'intéresse aux problèmes inverses dans un cadre statistique. A partir des observations $Y=Af+\epsilon \xi$, le but est d'approximer aussi fidèlement que possible la fonction f où $A$ représente un opérateur compact, $\epsilon>0$ le niveau de bruit et $\xi$ un bruit blanc gaussien. Etant données une procédure $f^{\star}$ et une collection d'estimateurs $\Lambda$, une inégalité<br />oracle permet de comparer, sans aucune hypothèse sur la fonction cible $f$ et d'un point de vue non-asymptotique, les performances de $f^{\star}$ à celles du meilleur estimateur dans $\Lambda$<br />connaissant $f$. Dans l'optique d'obtenir de telles inégalités, cette thèse s'articule autour de deux objectifs: une meilleure compréhension des problèmes inverses lorsque l'opérateur est<br />mal-connu et l'extension de l'algorithme de minimisation de l'enveloppe du risque (RHM) à un domaine d'application plus large.<br /> La connaissance complète de l'opérateur A est en effet une hypothèse implicite dans la plupart des méthodes existantes. Il est cependant raisonnable de penser que ce dernier puisse être en partie, voire totalement inconnu. Dans un premier temps, nous généralisons donc la méthode de Stein par blocs pénalisée ainsi que l'algorithme RHM à cette situation. Ce dernier, initié par L. Cavalier et Y. Golubev, améliore considérablement les performances de la traditionnelle méthode d'estimation du risque sans biais. Cependant, cette nouvelle procédure ne concerne que les estimateurs par projection. En pratique, ces derniers sont souvent moins performants que les estimateurs de Tikhonov ou les procédures itératives, dans un certain sens beaucoup plus fines. Dans la dernière partie, nous étendons donc l'utilisation de l'enveloppe du risque à une gamme beaucoup plus large d'estimateurs.

Dans cette thèse, nous donnons de nouveaux résultats sur la taille moyenne d’enveloppes convexes de points choisis dans un convexe. Cette taille est connue lorsque les points sont choisis uniformément (et indépendamment) dans un polytope convexe, ou un convexe suffisamment «lisse» ; ou encore lorsque les points sont choisis indépendamment selon une loi normale centrée. Dans la première partie de cette thèse, nous développons une technique nous permettant de donner de nouveaux résultats lorsque les points sont choisis arbitrairement dans un convexe, puis «bruités» par une perturbation aléatoire. Ce type d’analyse, appelée analyse lissée, a initialement été développée par Spielman et Teng dans leur étude de l’algorithme du simplexe. Pour un ensemble de points arbitraires dans une boule, nous obtenons une borne inférieure et une borne supérieure de cette complexité lissée dans le cas de perturbations uniformes dans une boule en dimension arbitraire, ainsi que dans le cas de perturbations gaussiennes en dimension 2. La taille de l'enveloppe convexe de points choisis uniformément dans un convexe, peut avoir un comportement logarithmique si ce convexe est un polytope ou polynomial s’il est lisse. Nous construisons un convexe produisant un comportement oscillant entre ces deux extrêmes. Dans la dernière partie, nous présentons un algorithme pour engendrer efficacement une enveloppe convexe aléatoire de points choisis uniformément et indépendamment dans un disque sans avoir à engendrer explicitement tous les points. Il a été implémenté en C++ et intégré dans la bibliothèque CGAL. / In this thesis, we give some new results about the average size of convex hulls made of points chosen in a convex body. This size is known when the points are chosen uniformly (and independently) in a convex polytope or in a "smooth" enough convex body. This average size is also known if the points are independently chosen according to a centered Gaussian distribution. In the first part of this thesis, we introduce a technique that will give new results when the points are chosen arbitrarily in a convex body, and then noised by some random perturbations. This kind of analysis, called smoothed analysis, has been initially developed by Spielman and Teng in their study of the simplex algorithm. For an arbitrary set of point in a ball, we obtain a lower and a upper bound for this smoothed complexity, in the case of uniform perturbation in a ball (in arbitrary dimension) and in the case of Gaussian perturbations in dimension 2. The asymptotic behavior of the expected size of the convex hull of uniformly random points in a convex body is polynomial for a "smooth" body and polylogarithmic for a polytope. In the second part, we construct a convex body so that the expected size of the convex hull of points uniformly chosen in that body oscillates between these two behaviors when the number of points increases. In the last part, we present an algorithm to generate efficiently a random convex hull made of points chosen uniformly and independently in a disk. We also compute its average time and space complexity. This algorithm can generate a random convex hull without explicitly generating all the points. It has been implemented in C++ and integrated in the CGAL library.

Plusieurs publications, parues lors de ma thèse, ont révélé que les protéines de la membrane nucléaireinterne (INM) et plus particulièrement l’émerine, la lamine A, SUN1, l’actine et BAF, jouaient un rôleessentiel dans les propriétés mécaniques du noyau et de la cellule. L’assemblage de l’enveloppenucléaire et les interactions de ces protéines entre-elles sont régulées par des évènements dephosphorylation et d’oligomérisation. Mon objectif était de décrire les évènements moléculairesessentiels à l’assemblage de l’enveloppe nucléaire interne, afin de pouvoir par la suite comprendrecomment l’enveloppe nucléaire répond à un stress mécanique.J’ai dans un premier temps caractérisé les évènements d’oligomérisation et de phosphorylation de laprotéine émerine. J’ai montré que cette protéine était capable de former, in vitro et en cellules, de grosoligomères indispensables à son interaction avec la lamine A. J’ai également observé que desmutations dans l’émerine, aboutissant à la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss, affectaient lespropriétés d’auto-association de cette protéine.En parallèle, j’ai étudié les interactions entre émerine, lamine, SUN1, actine et BAF in vitro. J’ai pumontrer des interactions directes entre le domaine C-terminal de la lamine A et les protéines émerine,actine et SUN1. Ces trois protéines lient la lamine A sur des surfaces différentes suggérant l’existencede complexes à 3 ou 4 protéines dans la cellule. L’analyse des modes de régulation des interactionsentre ces protéines doit être poursuivie afin de comprendre quels sont les évènements moléculairesessentiels au maintien de l'intégrité nucléaire et à la transmission d’un signal mécanique entre lecytosquelette et le nucléosquelette. / During my PhD, several papers revealed that the inner nuclear membrane (INM) proteins, andespecially emerin, lamin A, SUN1, actin and BAF, played an essential role in the mechanicalproperties of the nucleus and the cell. The nuclear envelope assembly and the interactions betweenthese proteins are regulated by phosphorylation and oligomerization events. My aim was to describemolecular events essential for inner nuclear envelope assembly as a first step to understand how thenuclear envelope responds to a mechanical stress.I first characterized the oligomerization and phosphorylation states of the protein emerin. I showedthat this protein is capable of forming, in vitro and in cells, large oligomers essential to its interactionwith lamin A. I also observed that several emerin mutations leading to Emery-Dreifuss musculardystrophy impaired the self-association properties of this protein.In parallel, I studied the interactions between emerin, lamin, SUN1, actin and BAF in vitro. I was ableto demonstrate direct interactions between the C-terminal domain of lamin A and the proteins emerin,actin and SUN1. These three proteins bind lamin A on different surfaces suggesting the existence ofcomplexes of 3 or 4 proteins in the cell. Analysis of the mechanisms regulating interactions betweenthese proteins should be pursued in order to understand what are the molecular events responsible forthe maintenance of nuclear integrity and the transmission of a mechanical signal between thecytoskeleton and the nucleoskeleton.

Le chloroplaste est un composant majeur de la cellule végétale. Cet organite est le fruit d’une endosymbiose, survenue entre une cellule eucaryote et une cyanobactérie. Ainsi, 95% des gènes codant pour les protéines plastidiales ont été transférés vers le génome nucléaire au cours de l’évolution. En conséquence, la plupart des protéines chloroplastiques sont aujourd’hui codées par le noyau, synthétisées dans le cytosol sous forme de précurseurs dotés d’une une extension N-terminale clivable (le "peptide de transit") et ensuite importées sans les chloroplastes via le système TOC/TIC (Translocons localisés au niveau des membranes externe et interne de l'enveloppe des chloroplastes). Jusqu'à récemment, toutes les protéines destinées aux compartiments chloroplastiques internes étaient censées posséder une séquence d’adressage N-terminale clivable et engager la machinerie d’import général TOC/TIC. Cependant, des études récentes reposant sur des approches protéomiques ont révélé l’existence de plusieurs protéines chloroplastiques dépourvues de la séquence additionnelle clivable. La première évidence de telles protéines dites non canoniques a été fournie par notre équipe, étudiant le protéome de l’enveloppe du chloroplaste d’Arabidopsis, qui a conduit à l’identification d’une protéine quinone oxidoréductase homologue nommée « ceQORH ». Bien que dépourvues de peptide de transit clivable, il s’est avéré que ces protéines sont capables de rejoindre les compartiments chloroplastiques internes. D’autre part, il a été également montré que l’import de ces protéines dans le chloroplaste n’est pas médiée par la machinerie de translocation générale TOC/TIC. De plus, il s’est avéré que ces protéines ont la particularité d’être multilocalisées dans les cellules de différents tissus de la feuille. Cependant, les mécanismes moléculaires qui contrôlent la localisation sub-cellulaire de telles protéines chloroplastiques non canoniques demeurent encore inconnus. Pour mieux caractériser fonctionnellement les composantes des systèmes d’import alternatifs de protéines chloroplastiques non canoniques, nous avons adopté une approche directe qui reposait sur des techniques biochimiques combinant le crosslink chimique, la purification par affinité et la spectrométrie de masse. Cette stratégie nous a permis d’identifier un partenaire, impliqué dans le contrôle de l’adressage de la protéine ceQORH dans le chloroplaste. Alternativement, nous avons réalisé une bio-analyse du protéome de l’enveloppe du chloroplaste et qui nous a permis de revisiter la composition du protéome de l’enveloppe du chloroplaste. Afin d’expliquer la localisation sub-cellulaire variable de la protéine ceQORH, les membres de l’équipe ont émis l’hypothèse d’une interaction probable de cette protéine avec un partenaire cytosolique. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons validé l’interaction, in planta, entre ceQORH et son partenaire par une approche génétique qui portait sur l’analyse de l’impact de l’absence de ce dernier sur la régulation de la localisation sub-cellulaire de la protéine ceQORH. / Chloroplasts are a major component of plant cells. Their origin traces back to a cyanobacterial ancestor that was engulfed by an ancient eukaryotic cell and eventually integrated as an organelle during evolution. As a result, more than 95% of the ancestral cyanobacterial genes were transferred to the host cell nucleus. Proteins encoded by these relocated genes need to return to internal chloroplast compartments. This import is mainly achieved by the general TOC/TIC machinery located at the chloroplast surface. Until recently, all proteins destined to chloroplast were believed to possess an N-terminal and cleavable chloroplast targeting peptide, and to engage the TOC/TIC machinery. However, recent studies have revealed the existence of several non-canonical preproteins, lacking cleavable transit peptides. The first evidence for such ‘non-canonical’ chloroplast proteins was provided by our team studying the Arabidopsis chloroplast envelope proteome, leading to the identification of a quinone oxidoreductase homologue termed « ceQORH ». Furthermore, a few such proteins were demonstrated to use alternative targeting pathways, independent of the TOC/TIC machinery. To better characterize components of such alternative targeting machineries, a targeted study combining affinity purification and mass spectrometry aiming to identify alternative receptors at the chloroplast surface has been performed. This study allowed us to identify new “partner” involved in the control of chloroplast targeting of ceQORH protein. Alternatively, we also revisited the chloroplast envelope proteome composition and initiated a gene candidate approach. In addition, some non-canonical proteins are shared by plastids and other cell compartments. However, molecular mechanisms controlling subcellular localization of these non-canonical plastid proteins remain unknown. In order to explain the variable subcellular localization of ceQORH protein, our team hypothesized a probable interaction of ceQORH with a cytosolic partner. In the last part of this study, we validated the interaction between ceQORH and its partner in planta by a genetic approach analyzing the impact of the absence of the cytosolic partner on the regulation of the sub-cellular localization of ceQORH protein.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le coronavirus humain 229E (HCoV-229E) est responsable de rhumes mais peut entraîner de graves complications respiratoires chez les personnes âgées ou atteintes d’une maladie Chronique. Les coronavirus sont des virus enveloppés avec un génome à ARN positif simple brin. Trois protéines virales sont ancrées dans l'enveloppe virale : la protéine spike (S), la protéine de membrane (M) et la protéine d’enveloppe (E). Les protéines M et E sont impliquées dans l'assemblage viral et la sécrétion. La protéine S s'assemble en trimères à la surface des virions et joue un rôle-clé dans l’entrée du virus dans sa cellule-cible. Elle est constituée de deux domaines, le domaine S1 responsable de la liaison du virus à son récepteur et le domaine S2 responsable de la fusion de l’enveloppe virale avec une membrane cellulaire. La fusion est activée par des protéases cellulaires par clivage de la protéine S. Dans un premier temps nous avons caractérisé ce mécanisme. Pour cela, nous avons d'abord cloné la protéine S d’un isolat circulant de HCoV-229E. Nous avons analysé le clivage protéolytique de la protéine S par des sérine-protéases de type trypsine conduisant au processus de fusion à l’aide de particules pseudotypées rétrovirales. Les Résidus arginine, sites potentiels de reconnaissance par les protéases et présents au niveau de la jonction S1/S2 ou de la région S2’ ont été mutés individuellement (R565N, R679N, R683N ou R687N) afin d’étudier leur rôle lors de l'activation de la fusion. Contrairement à d'autres coronavirus, l'activation permettant la fusion de HCoV-229E semble être un processus en une seule étape. En effet, seule la mutation R683N inhibe l’infection médiée par des sérine-protéases et le clivage à l'interface S1/S2 ne semble pas être un pré-requis. Les protéines S de coronavirus sont fortement N-glycosylées et constituent la principale cible des anticorps neutralisants. Nous avons analysé le rôle de la N-glycosylation du domaine S1 dans les mécanismes d'entrée et dans la neutralisation par des anticorps. L'analyse de la séquence de la protéine clonée montre la présence de 33 sites potentiels de N-glycosylation, dont 18 dans le domaine S1 qui ont été numérotés de N1 à N18. Ces 18 sites de N-glycosylation ont été abolis individuellement par mutagenèse dirigée. L’effet des mutations sur l'infectiosité virale a été évalué en utilisant des particules pseudotypées rétrovirales. L'infectiosité des mutants N6, N7 ou N9 est diminuée tandis que deux mutants N12 et N15 montrent une augmentation de l'infectiosité. Nous n'avons détecté aucune différence d'interaction de ces mutants avec une forme soluble du récepteur, l'aminopeptidase N (APN). Des expériences d’activation de la fusion virale à la surface cellulaire par la trypsine suggèrent que les glycanes présents aux positions 6, 7 et 9 sont impliquées dans la fusion virale, cependant nous n’avons détecté aucune différence de clivage de ces mutants par la trypsine. Pour le mutant N17 uniquement, la diminution partielle de l'infectiosité pourrait s'expliquer par une diminution de l'incorporation de la protéine S dans les pseudoparticules, due au mauvais repliement de la protéine, comme le montre le profil du mutant en western blot en conditions réductrices ou non.Nous avons ensuite évalué si les N-glycanes pouvaient moduler la reconnaissance de la protéine S par des anticorps neutralisants. Des pseudoparticules contenant les différents mutants ont été produites et utilisées pour infecter des cellules en présence d'anticorps neutralisants. Nos données montrent que les mutants N4, N10, N11, N12, N15, N16, N17, N18 réduisent la sensibilité des pseudoparticules à la neutralisation des anticorps. Dans ensemble, nos résultats suggèrent que les N-glycanes de la protéine S jouent un rôle important dans l'entrée virale et modulent la reconnaissance de la protéine par des anticorps neutralisants. / The human coronavirus 229E (HCoV-229E) is a causative agent of common colds and can lead to severe respiratory complications in elderly persons and those with underlying disease. Coronavirus are enveloped viruses with a single stranded, positive-sense RNA genome. Three viral proteins are anchored in the viral enveloppe : the spike (S) protein, the membrane (M) protein and the enveloppe (E) protein. The M and E proteins are involved in viral assembly and secretion. The spike proteins assemble into trimers at the surface of the virions and play a key role in the early steps of viral infection. The spike protein comprised two domains, the S1 domain responsible for receptor binding and the S2 domain responsible for fusion of the viral enveloppe with the host cell membrane. Coronavirus fusion is activated by the proteolytic processing of the spike protein. First, we charaterized the proteolytic processing of the HCoV-229E spike protein by trypsin-like serine-proteases. To do so, we first cloned the spike protein of a circulating isolate of HCoV-229E. To investigate the role of the S1/S2 junction and the specific role of the 3 arginine residues located in the S2’ region in the proteolytic activation of HCoV-229E spike protein, the arginine residues present at these positions were mutated individually (R565N, R679N, R683N or R687N). Our results show that unlike other coronaviruses, HCoV-229E fusion activation appears to be a one step process. Indeed, the cleavage of the S1/S2 interface does not seem to be a pre-requisite, and the fusion activation strongly relies on the S2’ region, with R683 acting as the cleavage site.The spike protein is highly N-glycosylated and is the main target of neutralizing antibodies. We analysed the role of S1 domain N-glycosylation in the entry functions of the S protein and in neutralization by antibodies. Analysis of the sequence of the cloned protein shows the presence of 33 potential N-glycosylation sites, 18 being located in the S1 domain (numbered from N1 to N18). We mutated the 18 N-glycosylation sites of S1 individually by site-directed mutagenesis and studied the effect of the mutations using retroviral pseudotyped particles. Infectivity of the spike proteins with mutation either at the N6, N7 or N9 glycosylation site was strongly impaired. We did not detect any difference of interaction of these mutants with the soluble form of the receptor, the aminopeptidase N (APN). Results obtained by inducing the fusion of pseudoparticles at the cell surface with trypsin suggest that N-glycans located at the position N6, N7 and N9 are involved in viral fusion. However, the proteolytic processing of the protein required for fusion activation does not seem to be affected. Two mutants N12 and N15 show an increase of infectivity. Mutation of the N-glycosylation site N17 induces a partial decrease in infectivity. Indeed a decrease of spike protein incorporation into pseudoparticles was observed likely due to misfolding of the protein as shown by the profile of the mutant in western blot under reducing and non-reducing conditions. We next assessed if N-glycans can modulate the recognition of the spike protein by neutralizing antibodies. Pseudoparticles harbouring the different mutants were produced and used to infect cells in presence or absence of neutralizing antibodies. Our data demonstrate that mutants N4, N10, N11, N12, N15, N16, N17, N18 reduce the sensitivity of pseudoparticules to antibody neutralization. Taken together our results suggest that N-glycans of the S protein play an important role in viral entry and modulate the recognition of the protein by neutralizing antibodies.

Le but de cette thèse a été de fabriquer des réseaux de nanofils et de nanotubes de l’oxyde de zinc (ZnO) de dimensions contrôlées en utilisant la méthode de réduction électrochimique de l’oxygène moléculaire. Plusieurs approches concernant le contrôle des dimensions de ces nanofils ont été investiguées. Des réseaux formés de nanofils de ZnO ont été obtenus dans une large gamme de diamètre (25-500 nm), de longueur (0,25-10 µm) et de densité (1x108-8x109 nanofils/cm2). Après l’étude du mécanisme de formation des nanofils, nous avons proposé une nouvelle méthode pour obtenir des réseaux de nanotubes de ZnO par dissolution des coeurs des nanofils. Les dimensions des réseaux de nanotubes ont été contrôlées en contrôlant celles des nanofils lors de la première étape d’électrodépôt. Nous avons aussi montré que les épaisseurs des parois de ces nanotubes peuvent aisément être contrôlées par l’ajout d’une troisième étape d’électrodépôt. Les propriétés optiques, électriques et structurales des nanofils et des nanotubes de différentes dimensions, obtenus avec différents conditions de dépôt ont été étudiées dans cette thèse. Finalement, des cellules ETA, constituées de ZnO/CdSe/CuSCN, ont été étudiées en utilisant les réseaux obtenus. Les effets de la morphologie et des dimensions des nanofils et nanotubes sur la diffusion de la lumière et la performance électronique des dispositifs ont été étudiés. Cela nous a permis de mieux comprendre les mécanismes optiques et électroniques impliqués dans ce type de cellule solaire ouvrant de nombreuses possibilités pour améliorer leur performance / The goal of this thesis was to obtain arrays of zinc oxide (ZnO) nanowires and nanotubes with tailored dimensions. For this purpose, the formation mechanism of ZnO nanowire arrays by electroreduction of molecular oxygen was studied and several approaches concerning the control of nanowire dimensions were proposed. Arrays of ZnO nanowires with a wide range of diameter (25-500 nm), length (0.25-10 µm) and density (1x108-8x109 nanofils/cm2) were obtained. After the study of ZnO nanowires formation mechanism, we have proposed a novel method for obtaining arrays of ZnO nanotubes by etching the nanowire cores. The nanotube dimensions were controlled by controlling those of the nanowires in the first electrodeposition step. We have also tuned the wall thickness of the nanotubes by adding a third electrodeposition step. The optical, electrical and structural properties of ZnO nanowires and nanotubes with different dimensions obtained with various parameters were studied. Finally, ETA solar cells, constituted of ZnO/CdSe/CuSCN, were studied by using ZnO nanowire and nanotube arrays. The effects of the morphology and dimension of the ZnO 1D nanostructures on the light diffusion and the electronic performance of the devices were studied. This allowed us to gain further insight into the optical and electronic mechanisms involved in the ETA solar cells opening numerous possibilities to improve their performance

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.