Le manteau neigeux polaire est le siège d'une chimie complexe de transformation du mercure correspondant à la fois à une production interne de mercure élémentaire gazeux et une incorporation du mercure gazeux. Le manteau neigeux est à la fois une source et un puits de mercure. Le mercure présent dans la neige sous forme de Hg(II) peut être associé à la matière organique et être ainsi stabilisé chimiquement et photochimiquement et entrainé vers les écosystèmes à la fonte. Il est également transformable en une espèce organo-métallique, le méthylmercure dont les mécanismes biotiques ou abiotiques de formation sont inconnus. L'objectif de cette thèse est d'une part de comprendre l'impact de cette matière organique sur le temps de vie du mercure divalent dans les réservoirs environnementaux et notamment la neige et d'autre part de travailler sur les voies de formation d'espèces mercurielles à fort potentiel de toxicité (Hg biodisponible et méthylmercure). Nous voulons ainsi progresser dans l'étude des processus reliant dépôts atmosphériques et contamination de chaînes alimentaires. / The arctic seasonal snowpack is a key medium where chemical reaction of mercury (Hg) species occur. Elemental gaseous mercury can be produced through photochemical reduction of Hg(II) complexes, and Hg(II) species can also be oxydized. Complexation of Hg(II) with organic matter can stabilize Hg(II) species that can be subsequently transferred to water bodies during snowmelt. Hg(II) species can be biotically or abiotically transformed to organo-metallic compounds such as methylmercury (MeHg), although currently there are no measurements to confirm these mechanisms. The main goal of this thesis is to understand the pathways of Hg toxification through the production of bioavailable and methylated Hg species. This question is of utmost importance in order to link the atmospheric deposition pathways of Hg on snowpacks (in the Arctic for instance) and the contamination of food chains.

La connaissance des dynamiques de répartitions des populations d’une espèce animale menacée dans une aire géographique, sert à la fois à déterminer son statut de conservation et à orienter les politiques de protection dont elle pourrait faire l’objet. Elle est le produit de différents processus de collecte de l’information, que mettent en place les acteurs de la conservation, qu’ils soient d’origine publique, privée ou associative. Nous nous proposons dans cette thèse d’analyser cette construction de l’information géographique par une approche s’intéressant à la fois aux caractéristiques des espèces étudiées, aux acteurs qui s’y intéressent, et aux méthodologies utilisées pour récolter et traiter la donnée prélevée sur le terrain. L’étude des facteurs conduisant à l’apparition d’incertitude dans ces démarches nous permettra de montrer les limites à cette construction, puis les dispositifs développés par les acteurs de la conservation pour tenter de la maitriser. / Conservation of threatened species needs knowledge about their populations’ distribution and dynamics, in a geographic area. It is a necessity to definite conservation assessment. This knowledge is the product of processes that collect information, put in place by conservation actors, with public, private or associative origins. We propose to analyse this construction of geographic information by an approach that focus on species’ characteristics, actors whom interest, and methodologies used to collect, and processing information coming from field. Put in light factors that conduct to uncertainty rise in those processes will enable us to study the limits of this knowledge construction, then actors’ device to control this uncertainty.

La présence de surfaces solides peut modifier l'organisation et le comportement dynamique d'espèces chargées en solution. Dans ce cadre, nous étudions des systèmes chargés de complexité croissante au voisinage d'une surface d'argile par des méthodes numériques. Il convient de choisir une échelle de description appropriée selon les propriétés que l'on cherche à obtenir, tout en limitant le temps de calcul. Modéliser le transport d'ions dans un échantillon d'argile demande de décrire sa structure complexe mais également les interactions entre les particules mobiles considérées comme ponctuelles et les parois solides. Nous proposons un modèle mésoscopique composé d'un système à deux milieux dans lequel le déplacement des ions obtenu par dynamique brownienne est conditionné par la localisation de l'espèce diffusante, les coefficients de diffusion étant extraits de simulations atomiques de dynamique moléculaire. Pour des espèces chargées non ponctuelles comme un polyélectrolyte, le système peut être simplifié en construisant un modèle à gros grains qui permet d'avoir accès aux échelles de temps adaptées à la diffusion par dynamique de Langevin. Deux cas sont envisagés, avec une description explicite ou non des contre-ions, et les paramètres sont calibrés sur des simulations atomiques. En revanche, pour des molécules chargées complexes comme les nucléotides, une description tout atome est nécessaire pour tenir compte des interactions spécifiques qui émergent de la structure locale de la molécule. Les simulations de métadynamique permettent alors d'accéder aux grandeurs liées aux phénomènes « rares » comme l'adsorption des molécules sur la surface d'argile. / The presence of solid surfaces can modify the organization and the dynamics of charged species in solution with potential applications from the transport of polluants to formation of the firt biopolymers. We study charged systems with increasing complexity in the vicinity of a clay surface by numerical methods. The level of description should be adapted according to the relevant properties while limiting calculation times. Modeling the transport of ions in a clay sample requires to describe its complex structure but also the interactions between the mobile particles considered as punctual and the solid walls. We propose a mesoscopic model composed of a two-media system in which the displacement of the ions obtained by Brownian dynamics is conditioned by the localization of the diffusing species whith the diffusion coefficients being extracted from atomic simulations of molecular dynamics. For non-punctual species such as polyelectrolytes, the system can be simplified by constructing a coarse-grained model that allows to gain access to time scales adapted to diffusion phenomenon thanks to Langevin dynamics simulations. Two cases are considered, with an explicit or non-explicit description of the counter-ions, and the parameters are calibrated on atomic simulations. However, for complex charged molecules such as nucleotides, an atomic description is necessary to take into account the specific interactions emerging from the local structure of the molecule. Then, metadynamics simulations give quantities related to "rare" phenomena such as the adsorption of molecules on the surface of clay.

Les termites représentent une part importante de la macrofaune du sol en zone tropicale. Ils peuvent jouer un rôle structurant dans les écosystèmes et servir d'indicateurs de leur santé écologique. Le miombo (forêt claire) se caractérise par la présence de grands dômes de Macrotermitinae. S'il est bien connu que ces structures abritent une flore particulière, on sait en revanche très peu de chose sur leur importance pour la biodiversité des arthropodes du sol. L’objectif principal de cette étude était d'analyser, dans un miombo du sud-ouest du Burundi, le rôle structurant éventuel des grandes termitières sur le sol et sa faune. Nous avons étudié la composition et la distribution de l'ensemble de la communauté de termites elle-même. Nous avons aussi cherché à savoir si les hautes termitières influençaient la diversité d'un autre groupe important d'arthropodes du sol, les araignées. Nous avons également caractérisé les modifications apportées par les hautes termitières aux propriétés physico-chimiques du sol. Enfin, nous avons cherché à déterminer quels facteurs, notamment édaphiques, influençaient la présence d'un termite humivore constructeur de petits nids épigés, Cubitermes pallidiceps. Vingt-cinq espèces de termites, dont 13 Apicotermitinae sans soldats, ont ainsi été recensées dans notre zone d’étude, et presque toutes se rencontrent dans les grandes termitières. Ces dernières sont érigées par Pseudacanthotermes et Odontotermes à partir de particules fines du sol, notamment du limon et de l’argile, indépendamment du pH local. Le nid érigé semble garder un taux de matière organique constant aussi longtemps qu’il est en vie. Grâce à cette teneur particulière en argile et en matière organique, les grandes termitières semblent attirer les Termitinae et Cubitermitinae. C. pallidiceps fréquente effectivement les zones du miombo où le sol est riche en argile et elle évite les sommets où le sol est généralement caillouteux et lessivé et donc pauvre en particules fines. Bien que les grandes termitières paraissent jouer un rôle important pour la diversité de la communauté de termites, ces structures semblent peu influencer la distribution des araignées. Toutefois les grandes termitières abriteraient des ressources alimentaires dont certaines espèces particulières auraient besoin.Les résultats de cette étude, une première sur la taxonomie et l’écologie des termites dans un miombo du Burundi, constituent une contribution importante dans l’enrichissement de la base de données sur les termites de l’écosystème miombo très mal connus comme dans beaucoup d’écosystèmes d’Afrique. Nos résultats pourront aussi servir de guide à l’autorité locale dans la planification de la conservation de la biodiversité dans cette région où un manque criant des données de base sur la plupart des taxons d'invertébrés reste un défi sérieux. / Termites are an important component of soil macrofauna in the tropics. They can play a structural role in ecosystems and serve as indicators of ecological health. In eastern and southern Africa, the miombo ecosystem (woodland) is characterized by the presence of large domes of fungus-growing termites (Macrotermitinae). While it is well known that these high mounds harbor a particular flora, we know very little about their importance for the biodiversity of soil arthropods.The main goal of this study was to analyse, in a miombo woodland of southwestern Burundi, the possible structuring role of large termitaria on the soil and its fauna. First, we studied the composition and distribution of the entire community of termites itself, largely unknown in the miombo as in many African ecosystems. We also investigated whether the high mounds influenced the diversity of another important group of soil arthropods, spiders. We also characterized variations in the physico-chemical properties of the soil between the high termitaria and the surrounding matrix. Finally, we tried to determine what factors, including edaphic ones, influenced the occurrence of a species of soil-feeding termite which builds small epigeous domes, Cubitermes pallidiceps.Twenty-five species, including 13 Apicotermitinae without soldiers, have been identified in our study area, and nearly all of them were present in the large mounds. These mounds are constructed by Pseudacanthotermes spiniger and Odontotermes sp. which utilize fine particles of soil, particularly silt and clay, independently of the local pH. The erected nest seems to retain a constant proportion of organic matter as long as it is alive. Due to this particular content of clay and organic matter, large termite mounds seem to be more attractive to Termitinae and Cubitermitinae. Cubitermes pallidiceps (Cubitermitinae) is effectively observed in areas of miombo where the soil is rich in clay; it avoids the peaks where the soil is stony and generally leached and therefore poor in fine particles. Even though large termite mounds appear to play an important role in the diversity of the termite community, these structures appear to have little influence on the distribution of spiders but they may harbor food resources needed by specialist species.The results of this study, the first one on the taxonomy and ecology of termites in a miombo of Burundi, is an important contribution improving of the database of termites of the miombo ecosystem in general. They can also serve as a guide to the local authorities in planning for biodiversity conservation in this region where a lack of data on most invertebrate taxa remains a serious challenge. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La surveillance globale de l’atmosphère et de la pollution de l’air est devenue un enjeu majeur ces dernières années afin d’estimer les conséquences des activités humaines sur notre environnement. Au cours de ces travaux de thèse, l’objectif a été de développer deux instruments LIDARs en détection directe basés sur des émetteurs multi-longueurs d’onde et multi-espèces mettant en œuvre des sources paramétriques optiques innovantes basées sur la technologie NesCOPO (nested cavity optical parametric oscillator) afin de répondre à deux applications : le suivi de la qualité de l’air sur sites industriels et le suivi des gaz à effet de serre depuis l’espace. Un premier instrument multi-espèces a été développé dans le cadre du suivi de la qualité de l’air sur sites industriels, dans la gamme spectrale 3,3 à 3,8 µm, et dédié à des mesures de concentrations moyennes le long de la ligne de visée pour des portées de l’ordre de la centaine de mètres. Une démonstration du potentiel multi-espèces de l’instrument a été réalisée en mesurant simultanément les concentrations en méthane et en vapeur d’eau atmosphériques. A partir d’une source optique existante dédiée à la mesure du dioxyde de carbone seul, un second émetteur multi-longueurs d’onde et multi-espèces a été développé dans une gamme spectrale autour de 2 µm. Son potentiel pour la mesure des gaz à effets de serre depuis l’espace a été étudié En particulier, nous avons démontré que cet émetteur permet de mesurer trois gaz atmosphériques : CO2, H2O et CH4. Une architecture globale d’instrument intégrant cet émetteur a été proposée, afin de réaliser des mesures résolues spatialement, avec des portées de quelques km. De plus, un code de simulation a été développé pour estimer les performances de cet instrument en détection directe. / Atmospheric global monitoring and air quality are major environmental concerns. Global monitoring of some trace and green-house gases would help to understand the consequences of human activities on our environment. The aim of this work is to develop two multi-wavelengths and multi-species direct detection lidar instruments, based on the same laser transmitter baseline approach - an innovative parametric source, the Nested Cavity optical parametric oscilator-and to target two applications: the monitoring of air quality on industrial sites and the monitoring of greenhouse gases from space. The first instrument was designed for industrial plant monitoring applications, in the 3.3-3.8µm, and allows the measurement of multi-species mean concentrations along the line of sight, over a range of around a hundred meters. This instrument was implemented for simultaneous measurements of atmospheric methane and water vapour.The second instrument targets the green-house gases measurement from space applications. In this frame, a new multi-wavelengths and multi-species emitter was developed at 2 µm for space applications. We have demonstrated that this new emitter could address three species: carbon dioxide, water vapor and methane, and studied his potential for space-borne applications.. The architecture of a complete range-resolved instrument based on this transmitter was proposed. Moreover, a numerical algorithm was developed to estimate the instrument’s performances with a direct detection scheme.

Le tissu adipeux (TA) est connu pour sa plasticité puisqu'il est capable de s'hypertrophier ou de s'atrophier, en fonction de la situation métabolique de l'individu. Cette plasticité est liée au fait que le TA joue un double rôle dans le maintien de la balance énergétique : il est à la fois i) réserve d'énergie mobilisable (adipocytes blancs) mais également ii) consommateur d'énergie via la thermogénèse (adipocytes bruns, adipocytes beiges). En raison de l'évolution croissante des maladies métaboliques dites de surcharge dans lesquelles ce TA va s'hypertrophier, la majorité des études abordent cette notion de plasticité à l'échelle cellulaire, et se focalise ainsi sur les adipocytes (prolifération, différenciation, activité) et les autres populations cellulaires résidant dans le TA, capables d'interagir avec eux. En revanche, il y a très peu d'études sur cette plasticité à l'échelle tissulaire. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée i) à l'organisation tissulaire d'un dépôt de TA blanc (dépôt sous-cutané inguinal) et ii) les conséquences d'une ablation massive du TA blanc. L'ensemble de ce travail a été réalisé chez la souris.A l'aide de l'imagerie 3D sur tissu entier, nous montrons que ce dépôt est hétérogène : il est composé d'une partie dans laquelle il est possible de segmenter des entités fonctionnelles (lobules ?), située au cœur du dépôt, et d'une partie non segmentable, située à la périphérie du dépôt. Cette hétérogénéité structurale est associée à une hétérogénéité fonctionnelle : les deux régions se distinguent en termes de morphologie adipocytaire et de pattern d'expression génique. De plus, seule la partie segmentable répond à la mise au froid des animaux par une up-régulation du niveau d'expression d'Ucp1 et d'autres gènes marqueurs du " brunissement ". Parallèlement à cela, nous montrons que selon la souche de souris (C57bl6 et MRL), la réponse du TA inguinal à une ablation partielle n'est pas la même : chez la souris MRL (rare mammifère capable de régénération), ce dépôt adipeux est capable de régénérer, ce qui n'est pas le cas chez la souris C57Bl/6. La régénération est inhibée chez la souris MRL par un traitement avec un agoniste des récepteurs aux opioïdes (tramadol) alors qu'elle peut être induite chez la souris C57Bl/6 par un antagoniste de ces récepteurs (naloxone). Cette régénération est dépendante d'une forte et intense production d'espèces actives de l'oxygène par les granulocytes. L'utilisation de souris invalidées pour le récepteur mu démontre l'implication de cette sous-famille de récepteurs. Enfin, cet effet des opioïdes est majoritairement le fait des cellules immunitaires, et plus particulièrement les granulocytes. Ces données mettent en exergue une nouvelle vision du TA blanc sous - cutané, qui ne doit pas être considéré comme un tissu inerte mais bel et bien comme un tissu hétérogène complexe (structurellement et fonctionnellement) pouvant être capable de régénération. / Adipose tissue (AT) is very plastic tissue. During metabolic disease, it would be overdeveloped or atrophy. It is due to the fact that AT is i) energy storage thanks to white adipocyte and ii) energy consumer thanks to brown or brite adipocyte. The cellular composition is very well studied (adipocytes activity, proliferation, differenciation, link between AT stromal cells / adipocytes) but the tissue organization of AT is not known. During my thesis work, we study the i) tissular organization of white AT and ii) AT response after massive removal of white AT. Mice are used for this work. In the first step, our 3 dimensional imaging of white AT shows that AT is heterogeneous tissue: AT has 2 components: segmentable area, in the AT core and non-segmentable area, in the AT periphery. This structural heterogeneity is correlated with functional heterogeneity because segementable area differs to non-segmentable area from adipocyte shape and pattern genic expression. Furthermore, only segmentable area can be respond to cold exposure by Ucp1 up-regulation and browning genes markers. In the second step, massive ablation of subcutaneous white AT is performed on two mice strains: C57Bl/6 and MRL (known to be able to regenerate). MRL mice inguinal AT regenerate, unlike inguinal AT of C57Bl/6 mice. The use of antagonist of opioid receptor (naloxone) treatment leads regeneration AT in C57Bl/6. In opposite, opioid receptor agonist (tramadol) treatment in MRL mice inhibits AT regeneration. AT regeneration is dependant of burst oxydatif production by granulocytes. The use of the receptor knock down mice highlights that is the only receptor is involved in AT regeneration. More precisely, opioids effects are mediated by receptor on granulocyte immune cells.

La caractérisation de la réponse au sel d'un mutant d'A.thaliana déficient dans la synthèse de la proline (p5cs1-4) a montré que la salinité affecte de la même manière les relations hydriques et l'homéostasie ionique chez les deux génotypes. La pulvérisation foliaire de proline sous contrainte saline améliore la capacité antioxydante chez le mutant p5cs1-4 et rétablit sa croissance ainsi que son activité photosynthétique. L'analyse des relations entre la production précoce de H2O2 par la NADPH oxydase et la défense antioxydante chez A. thaliana soumise à la salinité a montré que l'exposition des plantes sauvages à 200 mM NaCl pendant 24 h conduit à une accumulation transitoire de H2O2, suivie d'une augmentation des activités des enzymes Catalases, Ascorbate peroxydases et Glutathione reductases. En présence de sel, le prétraitement des plantes par le DMTU, un chélateur de H2O2, ou le DPI et l'imidazole, deux inhibiteurs des NADPH oxydases, conduit à de faibles activités des enzymes antioxydantes. Le double mutant affiche également des activités faibles de ses enzymes antioxydantes. La meilleure performance des plantes sauvages par rapport aux mutants se traduisant par une meilleure aptitude de protéger ces tissus contre le stress oxydatif. En outre, l'accumulation de la proline est précédée par des niveaux élevés de H2O2 et l'utilisation de DMTU supprime l'accumulation de la proline chez les plantes soumises aux contraintes osmotiques. Les résultats ont montré également que de DPI, ainsi que des mutants knock-out conduisent à une inhibition de l'activité de l'enzyme-clé de la synthèse de la proline. / Characterization of salt stress response in A. thaliana p5cs1-4 mutant defective in proline biosynthesis showed that no significant difference was observed in the leaf water status and Na+/K+ ratio between salt-treated WT and p5cs1-4 seedlings, suggesting that the salt hypersensitivity of the mutant was not due to the disruption of water uptake or Na+/K+ homeostasis. Foliar application of proline under salt stress increased the antioxidant activity in the p5cs1-4 mutant and restored its photosynthetic activity. The analysis of the relationship between the early production of H2O2 by the NADPH oxidase and the antioxidant defense in A. thaliana subjected to salinity showed that short-term salt exposure led to a transient and significant increase of H2O2 concentration, followed by a marked increase in Catalase, Ascorbate peroxidase and Glutathion reductase activities, pre-treatment with either dimethylthiourea, a chemical trap for H2O2, or two NADPH oxidase inhibitors such as imidazol and diphenylene iodonium, significantly decreased the above-mentioned enzyme activities under salinity. atrbohd/f double mutant plants failed to induce the antioxidant response under the culture conditions. The better performance of the WT was related to the plant ability to deal with the salt-induced oxidative stress as compared to atrbohd/f. In addition NaCl or mannitol stress resulted in a transient increase in H2O2 content followed by an accumulation of proline upon stress. In contrast DMTU and DPI were found to significantly inhibit proline accumulation. Expression level of the key enzyme involved in the biosynthesis of proline was observed to be diminished by DPI and in atrboh mutants.

La diversité biologique constitue l’un des piliers du fonctionnement des écosystèmes, etun potentiel pour l’adaptation et l’évolution de la vie dans le contexte du changement climatique. Les espèces constituant cette biodiversité sont étroitement connectées de différentes façons. Une diminution de cette biodiversité peut déclencher des effets de cascade et des conséquences largement imprévisibles, bien au delà de la seule réduction apparente du nombre ou de la distribution des espèces. La grande complexité de l’organisation écologique est très souvent un cauchemar pour la prise de décision. Les difficultés commencent avec le choix d’une mesure adéquate de la biodiversité. Une telle mesure est cependant une étape nécessaire si nous voulons prioriser nos actions de gestion de la biodiversité, afin de préserver le plus de diversité possible avec des ressources limitées. Bien que cette thèse ne prétende pas produire des réponses complètes à ces problèmes complexes, elle offre quelques points de réflexion pour la gestion de la biodiversité.Elle se compose de quatre chapitres. Le premier chapitre soulève la question de la gestion d’une biodiversité mélangée, au sein de laquelle des espèces invasives peuvent également s’inviter. Ce chapitre souligne les interconnections entre la sévérité des impacts des invasions biologiques et le contexte dans lequel cette invasion intervient. Considérant les impacts des invasions comme “ambivalents” — i.e. pouvant être positifs, négatifs, ou neutres pour le système dans lequel l’invasion s’installe — nous proposons une typologie afin d’évaluer l’ambivalence des impacts, sur la base de l’identification des sources potentielles de variabilité des impacts. Pour le second chapitre, nous nous concentrons sur la mesure de la biodiversité lorsque l’on tient compte des interactions entre espèces, de façon à produire une version de la métaphore de l’Arche de Noé (Weitzman, 1998) mieux adaptée aux problèmes de conservation in situ. Nous montrons tout d’abord que, lorsque l’on tient compte d’interactions écologiques, le problème défini par Weitzman demeure une solution extrême ; et deuxièmement, qu’un renversement de la hiérarchie des espèces préservées est possible et entièrement déterminée par la catégorie des interactions. Dans le troisième chapitre, nous utilisons le cadre de coût-bénéfice in-situ développé dans le chapitre 2 afin de comparer les résultats de priorisation de deux indices de biodiversité, Weitzman et Rao. Ces deux indices combinent différemment l’information sur les probabilités autonomes de survie des espèces, les interactions écologiques et la dissimilitude entre espèces afin de mesurer la biodiversité. Nous analysons des plans simples de protection de la biodiversité pour chaque indice, et démêlons le rôle joué par les différents éléments d’information nécessaires au calcul du ranking par l’indicateur,dans un écosystème à trois espèces. Nous montrons que chaque indice réalise un compromis qui lui est propre entre ces éléments d’information, et que l’introduction d’interactions écologiques entre plus de deux espèces mène à des conclusions plus complexes. Les interactions écologiques donnent ainsi une information additionnelle importante afin de déterminer les objectifs de conservation. Notre dernier chapitre est une adaptation du cadre d’optimisation défini précédemment. Il élabore une règle de décision myope afin de déterminer quelles invasions doivent être contrôlées en priorité, en tenant compte des coûts de gestion relatifs et les impacts trophiques en cascade. Nous discutons le gradient de la fonction d’objectif composé d’une fonction de diversité W et d’une fonction d’utilité U, afin de déterminer si nous devrions conserver plusieurs ou seulement quelques espèces sous une contrainte de budget. / Biological diversity constitutes one of the major pattern of ecosystem functioning, and a potential for adaptation and evolution of life in the context of climate change. As species are in many ways tightly interconnected, biodiversity loss can trigger large cascade effects and might lead to largely unpredictable consequences, reaching far beyond the visible reduction in the number or distribution of species. The high complexity of ecological organization is often a nightmare for decision-making, starting from accurately measuring biodiversity. This is however a necessary step to take if we want to prioritize action in biodiversity management, in order to preserve as much diversity as possible under limited resources. Though this thesis does not pretend to provide complete answers to those quite complex issues, it provides some reflection points for biodiversity management. It is composed of four chapters. The first chapter raises the issue of dealing with a mixed biodiversity, in which invasive species can be guests. It highlights the interconnections between the severity of the impacts of biological invasions and the contexts in which this invasion occurs. Considering invasion impacts as inherently ''ambivalent'' - i.e. good, bad or neutral for the system in which it arrives - we propose a typology to assess ambivalence in impact, based on the identification of potential sources of impact variability. For the second chapter, we focus on the measurement of biodiversity when accounting for species interactions, which we incorporates into the Noah's Arch problem developed by Weitzman (1998). We then derive a general model for ranking in situ conservation projects. We show firstly that, when accounting for ecological interactions, the problem defined by Weitzman is still an extreme solution, and secondly, that a ranking reversal is possible and completely defined by the interaction categories. In the third chapter, we use the in situ cost-benefit framework developed in Chapter 2 to compare the outcomes of two biodiversity indices, Weitzman's and Rao's. Those two indexes combine information about species survival probability, ecological interaction and distinctiveness in a different way to measure biodiversity; We analyze simple biodiversity protection plans for each index, and disentangle the role played by the different data requirement in the rankings, in a three species ecosystem. We show that such pieces of information will come as a trade-off when considered simultaneously in the measure, and that the introduction of ecological interactions among more than two species lead to more complex conclusions. Ecological interactions thus give important additional information to determine conservation objectives. Our last chapter is an adaptation of the previously defined optimization framework for the prioritization of invasive species management. It elaborates a myopic rule to determine which invasions must be controlled in priority, taking into account relative management costs and trophic cascades impacts. We discuss the gradient of the objective function composed of a diversity function W and a utility function U, to see whether we should retain several or only a few species for management under a budget constraint.

Débutée en 2005, l'ère du pangénome a connu un important essor ces dernières années, notamment grâce aux progrès des techniques de séquençage haut débit. Le pangénome, qui est divisé en deux grandes parties, le core génome et le génome accessoire, offre un grand éventail d'utilisation. Au cours de ces trois dernières années, nous avons étudié cette gamme de possibilités en nous basant sur des pathogènes humains tel que Coxiella burnetii, Kingella kingae et Bacillus anthracis. Ainsi, outre la découverte d'une nouvelle espèce de Kingella et l'étude de quelques génomes spécifiques, nous nous sommes attardés sur le lien entre pangénome et pathogénicité, sur l'importance des SNPs (Single Nucleotide Polymorphism), ainsi que sur la corrélation entre pangénome et taxonomie et donc, par extension, nous avons étudié la notion d'espèce bactérienne. / The pangenome area began in 2005 and had known a huge increase thanks to the improvement of the Next Generation Sequencing methods. The pangenome, which is divided into two parts, the core and the accessory genome, offer a large panel of uses. During the last three years, we have studied all these possibilities. We based our work on human pathogens as Coxiella burnetii, Kingella kingae and Bacillus anthracis. Thus, in addition to the discovery of a new Kingella species and the study of some specific genomes, we studied in details the link between pangenome and pathogenicity, the importance of SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) and the correlation between pangenome and taxonomy. Finally, we worked on the bacterial species definition.

L’objectif de ce travail est d’étudier les phénomènes de condensation d’aérosols d’espèces inorganiques dans un procédé de gazéification de la biomasse. En effet, au cours du procédé de gazéification, la biomasse lignocellulosique se transforme entre 900 et 1500°C en un gaz de synthèse. Certaines espèces inorganiques contenues dans les cendres, sont en partie volatilisées, en particulier sous forme de chlorures (KCl, NaCl), et se condensent ensuite lors du refroidissement de ce gaz. Les composés peuvent alors provoquer corrosion, bouchage et polluer les catalyseurs utilisés lors des synthèses ultérieures. La compréhension et la modélisation de la condensation de ces espèces peut aider à leur maitrise, et pour limiter les difficultés rencontrées. Un dispositif expérimental analytique existant au laboratoire nous a permis de réaliser des essais de condensation de KCl et NaCl gazeux, dans des conditions expérimentales proches de celles rencontrées en gazéification dans un réacteur à flux entraîné, en particulier pour deux vitesses de refroidissement (1000K/s et 300K/s). L’influence des différents paramètres (présence ou pas de particules préexistantes dans l’installation comme les suies et représentées par des particules de C, concentration en sel, mélange…) sur les phénomènes qui régissent la condensation de la vapeur a été réalisée pour les deux vitesses de refroidissement. D’une manière globale, les résultats expérimentaux ont mis en évidence qu’en l’absence de particules de C, la condensation des espèces inorganiques provoque la formation de très nombreuses nouvelles particules, de très petite taille, par nucléation homogène. En présence de particules de C, cette vapeur a tendance à se condenser sur les particules préexistantes, ce qui permet de réduire les dépôts aux parois d’environ 10% en masse. Le comportement du mélange est un intermédiaire entre celui des deux espèces inorganiques élémentaires. A 300K/s un effet d’agglomération de particules lié à un temps de séjour plus long a été mis en évidence pour tous les essais. Le logiciel SOPHAEROS, développé par l’IRSN pour le calcul du transport et condensation des contaminants pour des applications nucléaires, a été adapté aux conditions expérimentales de cette étude, et été validé pour le KCl et le NaCl par comparaison calcul-expérience. Il a également permis d’expliquer les différences de comportement, d’une part, liées aux variations locales des pressions de vapeur saturante et pression partielle de sel et d’autre part, entre les deux vitesses de refroidissement. En conclusion de ce travail et afin de réduire les dépôts à la paroi, quelques pistes de solutions industrielles sont proposées / The purpose of this work is to analyze the condensation phenomena of inorganic species aerosols in a biomass gasification process. Indeed, during gasification, lignocellulosic biomass is transformed, in between 900 and 1500°C, into a Syngas. Some inorganic species initially present in the ash, are partly volatilized in chlorides (KCl, NaCl), and condense when the syngas cools down. These compounds may then, induce corrosion, blockages and deactivation of the catalysts used in further synthesis. The understanding and modeling of these species condensation may help to their management, and also to the imitation of the encountered difficulties. An experimental and analytical set-up, existing n the lab, allowed us to perform condensation tests from gaseous KCl and NaCl, under experimental condition close to the industrial gasification ones for an entrained flow reactor, especially for two cooling rates (1000 and 300K/s). The influence of the different parameters (presence or not of preexisting particles like soot and simulated by carbon particles, inorganic salts concentration, salts mixture…) on the vapor condensation phenomena, was performed for both cooling rates. Globally, the experimental results showed that, without carbon particles, the inorganic species condensation induce the formation of very small new particles by homogeneous nucleation. With carbon particles, this vapor tends to condense on the preexisting particles, which allows to reduce the wall deposits by about 10wt %. The mixture behavior is found to be in between the individual salt ones. A particle agglomeration effect is also evidenced at 300K/S, linked the increase of the residence time in the cooling part of the set-up. The SOPHAEROS software, developed by IRSN for the fission product transport and condensation in a nuclear power plant, was adapted to the experimental conditions of this work. The validation of this tool was obtained, comparing calculation and experimental results. It was then used to determine the main condensation and deposits phenomena varying the inorganic salt nature, their concentration, the presence of carbon particles and the cooling rate. It was showed that, the three main involved phenomena, occurring in the quench part of a gasification reactor, without carbon particles, are the direct wall condensation of the vapor, the homogeneous nucleation (favored at high cooling rate, 1000K/s), and gravitational settling deposits. When carbon particles are included, heterogeneous nucleation is predominant upon homogeneous one. The modelling could allow us to explain the behavior differences related to the local variation of salts partial pressure and saturation vapor pressure, as well as the influence of both cooling rates on the condensation results. Finally, some industrial possible solutions to decrease the wall deposits are proposed as a conclusion of the work