L'Efficacité Biologique Relative (EBR) des faisceaux de protons énergétiques (70-250 MeV) utilisés dans les différents centres de protonthérapie est classiquement estimée à 1,10 par rapport aux photons du Cobalt-60. Bien qu'en accord avec la mesure de la régénération des cryptes intestinales chez la souris après exposition à une dose unique de 10 à 15 Gy, cette valeur moyenne a été contestée par la microdosimétrie. Ces incertitudes nous ont conduits à analyser l'effet des protons mis en œuvre dans les deux faisceaux médicaux (76 et 201 MeV) du Centre de Protonthérapie de l’Institut Curie à Orsay (ICPO) sur deux lignées cellulaires humaines tumorales, et en partie sur une lignée fibroblastique. Les résultats font apparaître une différence de la valeur de l'EBR pour la survie au rayonnement dans la partie distale du SOBP (Spread-Out Bragg Peak) en fonction de l'énergie incidente, ainsi qu'une absence de corrélation entre la réponse en survie et l'incidence des cassures double-brin de l'ADN dans le faisceau de 76 MeV. Nous montrons cependant, grâce à l'utilisation de lignées défectives dans les voies de signalisation et de réparation des cassures double-brin de l'ADN par le D-NHEJ, que ces voies déterminent la valeur de l'EBR dans la partie distale du SOBP de 76 MeV. La réponse aux dommages de l'ADN dans cette région suggère que les dommages létaux appartiennent à la classe des “lésions complexes” (LMDS) de l'ADN. D'autre part, il apparaît que la fluence des particules constitue un paramètre majeur qui doit être pris en compte dans la partie distale des faisceaux. / Treatment planning in proton therapy uses a generic value for the Relative Biological Efficiency (RBE) of 1.1 relative to 60Co gamma-rays throughout the Spread Out Bragg Peak (SOBP). We have studied the variation of the RBE at three positions in the SOBP of the 76 and 201 MeV proton beams used for cancer treatment at the Institut Curie Proton Therapy in Orsay (ICPO) in two human tumor cell lines using clonogenic cell death and the incidence of DNA double-strand breaks (DSB) as measured by pulse-field gel electrophoresis without and with endonuclease treatment to reveal clustered lesions as endpoints.The RBE for induced cell killing by the 76 MeV beam increased with depth in the SOBP. However for the 201 MeV protons it was close to that for 137Cs gamma-rays and did not vary significantly. The incidence of DSBs and clustered lesions was higher for protons than for 137Cs g-rays, but did not depend on the proton energy or the position in the SOBP.In the second part of our work, we have shown using cell clones made deficient for known repair genes by stable or transient shRNA transfection, that the D-NHEJ pathway determine the response to protons. The response of DNA damages created in the distal part of the 76 MeV SOBP suggests that those damages belong to the class of DNA "complex lesions" (LMDS). It also appears that the particle fluence is a major determinant of the outcome of treatment in the distal part of the SOBP.

L'imagerie photoacoustique (IPA) des tissus biologiques permet de combiner les avantages des imageries optique et ultrasonore. Le principal contraste endogène pour l’IPA provient des vaisseaux sanguins en raison de la forte absorption de l'hémoglobine par rapport aux tissus environnants. De plus, les vaisseaux sanguins sont à peu près cylindriques et la concentration d'hémoglobine peut être supposée uniforme à l'intérieur des veines. Comme première contribution, nous avons développé dans cette thèse un modèle analytique de fluence optique pour plusieurs inhomogénéités cylindriques parallèles incorporées dans un milieu turbide. Les modèles analytiques n’existent que pour les cas simples. Pour traiter des situations plus complexes, comme les tissus biologiques, les méthodes numériques sont nécessaires. La deuxième contribution de cette thèse consiste à développer un solveur multigrilles de l'équation de diffusion optique et donc de proposer une méthode numérique efficace pour résoudre la fluence optique. Enfin, notre troisième contribution concerne la reconstruction de la tomographie quantitative photoacoustique (TQPA). Basée sur les modèles efficaces présentées dans les première et seconde contributions, nous avons proposé une méthode de reconstruction basée sur le modèle direct analytique pour les cas simples et une méthode d'inversion basée sur multigrille pour les cas plus réalistes. Les avantages de la méthode d'inversion basée sur multigrille sont présentés à la fois en terme de temps de calcul et de vitesse de convergence. Une validation expérimentale est présentée dans le dernier chapitre de cette thèse, prouvant la validité et l'analyse des performances des méthodes développées. / Photoacoustic imaging (PAI) of biological tissues tries to combine the advantages of optical and acoustical imaging. The main endogenous contrast for PAI is derived from blood vessels due to the strong absorption of hemoglobin compared to the background tissues. Furthermore, blood vessels are roughly cylindrical and hemoglobin concentration can be assumed to be uniform inside the vessel. Therefore, the blood vessels can be considered as “cylindrical inhomogeneities”. As a first contribution, we have developed in this thesis an analytical model of optical fluence for multiple parallel cylindrical inhomogeneities embedded in an otherwise homogeneous turbid medium. Analytical models only exist for simple cases. To deal with more complex situations like biological tissues, numerical methods are required. The second contribution of this thesis is to develop a multigrid solver of optical diffusion equation and therefore to propose an efficient numerical method to resolve the optical fluence. Finally, our third contribution is concerned with quantitative PA tomography (QPAT) reconstruction. Based on the efficient models presented in the first and second contributions, we have proposed an analytic-based reconstruction method for simple cases and a multigrid-based inversion scheme for more realistic cases. The advantages of multigrid-based inversion scheme are shown in both computation and convergence speed. An experimental validation is presented in the last chapter of this thesis, proving the validity and analyzing the performances of the developed methods.

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La thérapie photodynamique (TPD) est un traitement du cancer alternatif aux méthodes déjà bien connues telles que la chimiothérapie, la radiothérapie et la chirurgie. La TPD nécessite trois composantes afin de détruire les tissus cancéreux : un agent photosensibilisateur (PS) localisé préférentiellement dans la tumeur, l'oxygène moléculaire présent dans l'environnement tumoral et un faisceau lumineux focalisé à une longueur d'onde permettant l'activation du PS. Les dommages oxydatifs induits par la TPD peuvent être causés selon deux mécanismes d'action et ensuite provoquer différents types de réponse au niveau des cellules tumorales et de leur environnement. En effet, la TPD peut s'attaquer aux cellules tumorales et à leurs constituants directement ou bien détruire la microvascularisation tumorale responsable de l'apport en nutriments et en oxygène. Cette destruction massive engendre par la suite des réponses immunitaires et inflammatoires de différente intensité selon le type de protocole de TPD utilisé. Plusieurs variations de protocole sont possibles en TPD du cancer et la modulation de la lumière à différents niveaux tels que la durée de l'illumination, le débit et la dose totale, semble être un facteur important dans la réponse cellulaire métabolique suite au traitement. En effet, le taux de fluence peut influencer la réponse métabolique des cellules tumorales tout comme la réponse inflammatoire et immunitaire. L'hypothèse de recherche de ces travaux est d'identifier un régime d'illumination optimal favorisant la destruction des cellules tumorales tout en diminuant les effets secondaires induits par le traitement à la TPD. L'étude du protocole d'illumination peut offrir un moyen de mieux comprendre l'implication du débit de lumière dans la réponse tumorale au traitement. La tomographie d'émission par positrons (TEP) est un outil d'imagerie moléculaire non-invasif et très sensible permettant d'étudier plusieurs processus biologiques, physiologiques et moléculaires in vivo dans divers domaines tels que la cardiologie, la neurologie et l'oncologie. Au Centre d'imagerie moléculaire de Sherbrooke (CIMS), la recherche préclinique impliquant la TEP propose, quant à elle, un moyen facile, rapide et non-invasif d'améliorer le développement de nouvelles thérapies et de nouveaux radiotraceurs permettant la détection plus précoce de certains cancers. Le [[indice supérieur 18]F]-fluorodéoxyglucose (FDG) demeure néanmoins le traceur le plus utilisé tant au niveau clinique que préclinique pour évaluer le métabolisme tumoral. La combinaison de l'imagerie TEP à la TPD offre donc une méthode prometteuse pour évaluer l'effet du traitement sur le métabolisme tumoral. D'une part, les modifications de consommation tumorale de glucose permettent de caractériser l'efficacité du traitement résultant de différents taux de fluence. D'autre part, l'observation en temps réel les [des] effets transitoires au niveau du métabolisme tumoral durant la période de traitement a le potentiel de fournir des informations sur les mécanismes d'action de la TPD. En effet, des études antérieures ont permis de démontrer les possibilités offertes par cette combinaison dans l'étude de l'efficacité des PS et dans la détermination de mécanismes d'action responsable de l'action anti-tumorale de la TPD. Ce mémoire propose comme objectif global d'explorer l'apport d'une approche complémentaire aux études in vitro et aux procédures in vivo courantes visant à mieux comprendre la relation entre le débit de lumière et les effets observés à différents temps post-traitement grâce à l'observation des phénomènes survenant immédiatement après le début de l'illumination. Plus spécifiquement, les objectifs sont de déterminer quels sont les taux de fluence favorisant la meilleure réponse métabolique suivant la TPD, d'évaluer le temps de [?] nécessaire afin d'observer un changement métabolique tumoral et de tenter de comprendre quels sont les mécanismes impliqués durant la TPD lorsqu'il y a une variation du taux de fluence. Un modèle animal de rat, portant 2 tumeurs d'adénocarcinome mammaire, a été utilisé lors des expérimentations de TPD combinées à l'imagerie TEP en temps réel. Les résultats obtenus ne parviennent pas à cerner précisément les mécanismes responsables des changements transitoires durant l'illumination, ni à prouver quel taux de fluence serait le plus efficace métaboliquement. Par contre, il est possible d'observer 2 groupes répondant différemment à la TPD : les bas (25 et 50 mW/cm[indice supérieur 2]) et les hauts taux de fluence (100 à 200 mW/cm[indice supérieur 2]). Les résultats de ces 2 groupes soutiennent des hypothèses de travaux en cours ou déjà publiés concernant la vascularisation et l'inflammation et démontrent la faisabilité d'étude d'un modèle de variation de traitement grâce à l'imagerie TEP. D'ailleurs, en plus d'avoir démontré l'intérêt de visualiser la réponse tumorale métabolique et inflammatoire en temps réel durant le traitement, ce projet de recherche pave la voie à l'usage d'autres radiotraceurs afin de mettre en évidence l'effet d'autres processus métaboliques et physiologiques durant et à la suite de la TPD, tels l'apoptose, la stase vasculaire et l'hypoxie. Il s'avère aussi intéressant dans le développement d'autres protocoles d'imagerie en temps réel, tel que pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM), en fournissant de solides bases d'interprétation concernant les changements tumoraux transitoires.

Computed tomography (CT) is a widely used medical imaging modality. By rotating an x-ray tube and an x-ray detector around the patient, a CT scanner is able to measure the x-ray transmission from all directions and form an image of the patient’s interior. CT scanners in clinical use today all use energy-integrating detectors, which measure the total incident energy for each measurement interval. A photon-counting detector, on the other hand, counts the number of incoming photons and can in addition measure the energy of each photon by comparing it to a number of energy thresholds. Using photon- counting detectors in computed tomography could lead to improved signal-to-noise ratio, higher spatial resolution and improved spectral imaging which allows better visualization of contrast agents and more reliable quantitative measurements. In this Thesis, the feasibility of using a photon-counting silicon-strip detector for CT is investigated. In the first part of the Thesis, the necessary performance requirements on such a detector is investigated in two different areas: the detector element homogeneity and the capability of handling high photon fluence rates. A metric of inhomogeneity is proposed and used in a simulation study to evaluate different inhomogeneity compensation methods. Also, the photon fluence rate incident on the detector in a scanner in clinical use today is investigated for different patient sizes through dose rate measurements together with simulations of transmission through patient im- ages. In the second part, a prototype detector module is used to demonstrate new applications enabled by the energy resolution of the detector. The ability to generate material-specific images of contrast agents with iodine and gadolinium is demonstrated. Furthermore, it is shown theoretically and ex- perimentally that interfaces in the image can be visualized by imaging the so-called nonlinear partial volume effect. The results suggest that the studied silicon-strip detector is a promising candidate for photon-counting CT.

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2012. / ENGLISH ABSTRACT: The objective of this research was to develop a neutron detection system that incorporates a mass spectrometer to measure high neutron flux in a nuclear reactor environment. This system consists of slow and fast neutron detector elements for measuring fluxes in those energy regions respectively. The detector should further be capable of withstanding the harsh conditions associated with a high temperature reactor. This novel detector which was initially intended for use in the PBMR reactor has possible applications as an in-core neutron and indirect temperature-monitoring device in any of the HTGR. Simulations of a generic HTGR core model were performed in order to obtain the neutron energy spectrum with emphasis on the behavior of three energy regions, slow, intermediate and fast neutrons within the core at different temperatures. The slow neutron flux which has the characteristic of a Maxwell- Boltzmann distribution were found to shift to larger values of neutron flux at higher energies as the fuel temperature increased, while fast neutron flux spectra remained relatively constant. In addition, the results of the fit of the slow neutron flux with a modified Maxwell-Boltzmann equation confirmed that in the presence of the neutron source, leakage and absorption, the effective neutron temperatures is above the medium temperatures. From these results, it was clear that the detection system will need to monitor both slow and fast neutron flux. Placing neutron detectors inside the reactor core, that are sensitive to a particular energy range of slow and fast neutrons, would thus provide information about the change of temperature in the fuel and hence act as an in-core temperature monitor. A detection mechanism was developed that employs the neutron-induced break-up reaction of 6Li and 12C into α-particles. These materials make excellent neutron converters without interference due to γ-rays, as the contributions from 6Li(γ,np)4He and 12C(γ,3α) reactions are negligible. The mass spectrometer measures the 4He partial pressure as a function of time under high vacuum with the help of pressure gradient provided by a high-vacuum turbomolecular pump and a positive-displacement fore-vacuum pump connected in series. A cryogenic trap, which contains a molecular sieve made of pellets 1.6 mm in diameter, was also designed and manufactured to remove impurities which cause a background in the lighter mass region of the spectrum. The development and testing of the high flux neutron detection system were performed at the iThemba Laboratory for Accelerator Based Sciences (LABS), South Africa. These tests were carried out with a high energy proton beam at the D-line neutron facility, and with a fast neutron beam at the neutron radiation therapy facility. To test the principle and capability of the detection system in measuring high fluxes, a high intensity 66 MeV proton beam was used to produce a large yield of α-particles. This was done because the proton inelastic scattering cross-section with 12C nuclei is similar to that of neutrons, with a threshold energy of about 8 MeV for both reactions. Secondly, the secondary fast neutrons produced from the 9Be(p,n)9B reaction were also measured with the fast neutron detector. The response of this detection system during irradiation was found to be relatively fast, with a rise time of a few seconds. This is seen as a sharp increase in the partial pressure of 4He gas as the proton or neutron beam bombards the 12C material. It was found that the production of 4He with the proton beam was directly proportional to the beam intensity. The number of 4He atoms produced per second was deduced from the partial pressure observed during the irradiation period. With a neutron beam of 1010 s−1 irradiating the detector, the deduced number of 4He atoms was 109 s−1. When irradiation stops, the partial pressure drops exponentially. This response is attributed to a small quantity of 4He trapped in the present design. Overall, the measurements of 4He partial pressure produced during the tests with proton and fast neutron beams were successful and demonstrated proof of principle of the new detection technique. It was also found that this system has no upper neutron flux detection limit; it can be even higher than 1014 n·cm−2·s−1. The lifetime of this detection system in nuclear reactor environment is practically unlimited, as determined by the known ability of stainless steel to keeps its integrity under the high radiation levels. Hence, it is concluded that this high flux neutron detection system is excellent for neutron detection in the presence of high γ-radiation level and provides real-time flux measurements. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die doel van hierdie navorsing was om ’n neutrondetektorstelsel te ontwikkel wat hoë neutronvloed binne in ’n kernreaktor kan meet. Die stelsel bevat twee aparte detektorelemente sodat die termiese sowel as snelneutronvloed gemeet kan word. Die detektor moet verder in staat wees om die strawwe toestande, kenmerkend aan ’n hoë temperatuur reaktor, te kan weerstaan. Die innoverende detektorstelsel, oorspronklik geoormerk vir gebruik in die PBMR reaktor, het toepassingsmoontlikhede as in-kern neutron- sowel as indirekte temperatuurmonitor. Simulasies van ’n generiese model van ’n HTGR reaktorkern is uitgevoer ten einde die neutronenergiespektrum in die kern by verskillende temperature te bekom met klem op die gedrag van neutrone in drie energiegroepe: stadig (termies), intermediêr en snel (vinnig). Daar is bevind dat die stadige neutrone, wat ’n Maxwell-Boltzman verdeling toon, in intensiteit toeneem en dat die piek na hoër energie verskuif met toename in temperatuur, terwyl die vinnige neutronspektrum relatief onveranderd bly. ’n Passing van die stadige spektrum op ’n gemodifiseerde Maxwell-Boltzmann verdeling het bevestig dat die effektiewe neutrontemperatuur weens die teenwoordigheid van bronterme, verliese en absorpsie, hoër as die temperatuur van die medium is. Hierdie resultate maak dit duidelik dat die detektorstelsel beide die stadige sowel as die vinnige neutronvloed moet kan waarneem. Deur detektorelemente wat sensitief is vir die onderskeie spekrale gebiede in die reaktorhart te plaas, kan informasie bekom word wat tot in-kern temperatuur herleibaar is sodat die stelsel inderdaad as indirekte temperatuurmonitor kan dien. Die feit dat alfa-deeltjies geproduseer word in neutron-geïnduseerde opbreekreaksies van 6Li en 12C is as die basis van die nuwe opsporingsmeganisme aangewend. Hierdie materiale funksioneer uitstekend as neutron-selektiewe omsetters in die teenwoordigheid van gamma-strale aangesien laasgenoemde se bydraes tot helium produksie via die 6Li(γ,np)4He en 12C(γ,3α) reaksies, weglaatbaar is. Die massaspektrometer meet die tydgedrag van die 4He parsiële druk binne ’n hoogvakuum wat met behulp van ’n seriegeskakelde kombinasie van ’n turbomolekulêre en positiewe-verplasingsvoorpomp verkry word. ’n Koueval met ’n molekulêre sif, bestaande uit 1.6 mm diameter korrels, is ontwerp en vervaardig om onsuiwerhede te verwyder wat andersins as agtergrond by die ligter gedeelte van die massaspektrum sou wys. Die ontwikkeling en toetsing van die hoëvloed detektorstelsel is te iThembaLABS (iThemba Laboratories for Accelerator Based Sciences) gedoen. Dit is uitgevoer deur gebruik te maak van die hoë energie protonbundel van die D-lyn neutronfasiliteit asook van die bundel vinnige neutrone by die neutronterapiefasiliteit. Om die beginsel en vermoë te toets om by ’n hoë neutronvloed te kan meet, is van die intense 66 MeV protonbudel gebruik gemaak om ’n hoë opbrengs alfa-deeltjies te verkry. Dit is gedoen omdat die reaksiedeursnit vir onelastiese verstrooiing van protone vanaf 12C kerne soortgelyk is aan die van neutrone, met ’n drumpelenergie van 8 MeV vir beide reaksies. Tweedens is die sekondêre vinnige neutrone afkomstig van die 9Be(p,n)9B reaksie ook met die neutrondetektor gemeet. Daar is bevind dat die reaksietyd van die deteksiestelsel tydens bestraling relatief vinnig is, soos gekenmerk deur ’n stygtyd van etlike sekondes. Laasgenoemde manifesteer as ’n toename in die parsiële druk van die 4He sodra die proton- of neutronbundel op die 12C teiken inval. Daar is verder bevind dat die 4He produksie direk eweredig aan die bundelintensiteit is. Vir ’n neutronbundel van nagenoeg 1010 s−1, invallend op die neutrondetektor, is vanaf die gemete parsiële druk afgelei dat die produksie van 4He atome sowat 109 s−1 beloop. In die geheel beoordeel, was die meting van die 4He parsiële druk tydens die toetse met vinnige protone en neutrone suksesvol en het dit die nuwe meetbeginsel bevestig. Dit is verder bevind dat die meetstelsel nie ’n beperking op die boonste neutronvloed plaas nie, maar dat dit vloede van selfs hoër as 1014 s−1 kan hanteer. Die leeftyd van die detektorstelsel in die reaktor is prakties onbeperk en onderhewig aan die bevestigde integriteit van vlekvrystaal onder hoë bestraling. Die gevolgtrekking is dus dat die nuwe detektorstelsel uitstekend geskik is vir die in-tyd meting van ’n baie hoë vloed van neutrone ook in die teenwoordigheid van intense gammabestraling.

L'approche constructiviste de l'émotion considère que les traits émotionnels ne sont pas des propriétés intrinsèques des objets mais se construisent " ici et maintenant " lors de l'interaction sensorimotrice individu/environnement. Notre objectif dans ce travail de thèse était de mettre en évidence des effets réciproques entre l'action et l'évaluation émotionnelle, fondés sur le caractère hédonique de la fluence motrice, c'est-à-dire l'aisance avec laquelle une action est réalisée. Nous avons choisi de manipuler la fluence motrice par des mouvements latéralisés des mains exécutés lors d'une tâche de jugement de valence. En effet, il existe des liens marqués entre valence et latéralité, de sorte que le côté dominant d'un individu est associé à la valence positive (Casasanto, 2009). Nous comparons des conditions de congruence et de non-congruence entre la valence des items et le geste de réponse. Nos résultats ont montré des influences bidirectionnelles des actions et de l'évaluation basées sur deux processus distincts. D'une part lors d'un jugement de valence, un effet de compatibilité facilite la réalisation du geste de réponse compatible grâce à la fluence motrice. D'autre part la fluence d'un comportement moteur entraine, par un effet d'attribution, des variations dans l'évaluation de mots neutres ou connotés positivement et négativement. De plus, nos travaux ont mis en évidence le rôle du dispositif de réponse (échelle de jugement de valence et localisation des touches de réponse) sur l'évaluation émotionnelle, soulignant le caractère situé du jugement. Ces résultats sont discutés à la lumière de la conception constructiviste de l'émotion en accord avec une approche incarnée et située de la cognition.

Bien que les données soient relativement rares, les élèves français semblent particulièrement anxieux en milieu scolaire (OCDE, 2014). Parallèlement, un grand nombre d’entre eux présentent d’importantes lacunes dans la maitrise des savoirs élémentaires, notamment en compréhension de l’écrit (OCDE, 2011), habileté pourtant indispensable à toute forme d’apprentissage comme à l’insertion sociale et professionnelle. Ce double constat fonde le présent travail. En effet, nous nous interrogeons sur le rôle joué par l’anxiété dans la variabilité des acquisitions des élèves en lecture. Si la littérature sur les anxiétés académiques compte d’innombrables travaux relatifs à l’anxiété face aux mathématiques (e.g., Ashcraft & Moore, 2009) ou en contexte évaluatif (e.g., Pekrun & Stephens, 2015), aucun d’entre eux n’envisage l’existence d’anxiétés spécifiques à la lecture ou à l’environnement scolaire, plus largement. Nous avons précisément choisi de nous acquitter de cette tâche et de rendre compte de leurs effets au plan des performances en compréhension écrite et en fluence de lecture. Pour cela, nous avons mené deux études longitudinales impliquant plusieurs centaines d’élèves de CM2 et de 6ème. Dans la première, nous avons eu recours à des modélisations multiniveaux et avons montré que l’anxiété à l’égard du contexte scolaire entretient une relation quadratique avec la compréhension écrite à la fin de l’école primaire. Nous avons, de plus, montré que les croyances d’efficacité personnelle pouvaient partiellement médiatiser cet effet. Dans la seconde, l’usage de modèles multiniveaux de croissance nous a permis de révélé que l’anxiété en lecture conditionne le rythme de progression des performances en fluence des élèves suivis en CM2 et en 6ème. / Although data are quite rare, French pupils seem particularly anxious in school (OCDE, 2014). A significant number of them also show important gaps in elementary abilities – such as written comprehension (OCDE, 2011) – that are yet crucial for any form of learning as much as for social and professional insertion. The present research emerges from both these observations. We interrogate the effect of anxiety on the variability of students’ acquisitions in reading. Numerous research have been lead on academic anxiety related to mathematics (e.g., Ashcraft & Moore, 2009) or evaluation context (e.g., Pekrun & Stephens, 2015). But none have considered the existence of specific anxieties related either to reading or to academic environment. We tackle this task by giving an account of the effects of these two specific academic anxieties on reading comprehension and reading fluency. To do so, we led two longitudinal studies involving several hundreds of 5th and 6th graders. In the first study, we used multilevel models and have shown that anxiety related to academic context has a quadratic relation with reading comprehension at the end of primary school. Moreover, we have shown that self-efficacy beliefs could partially mediate this effect. In the second study, the use of growth curve models underline that anxiety related to reading helps to predict, for the pupils followed up in 5th and 6th grade, the rhythm of progression of their fluency performances.

During the last decades radiotherapy has made major improvements in accuracy and individualization of the treatment techniques. In this project the thickness of a tungsten filter has been optimized using both simulations and experiments in order to further reduce the uncertainty in the dose given to the patient. With the filter, a dosage with less uncertainty can be obtained and less electrons will strike the patient which means less skin damage. In the simulations a program called PENELOPE, has been used which uses Monte Carlo methods for electron and photons transports. The experiment has been done on real Linear Accelerators.

La perception visuelle de l’espace est largement déterminée par les capacités visuelles des individus. Cependant, la recherche sur l’influence de variables dites non visuelles semble indiquer une importance déterminante des dimensions corporelle et émotionnelle sur la perception visuelle. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la perception des distances et avons tenté de comprendre en quoi nos perceptions pouvaient refléter la nature de nos interactions sensorimotrices avec notre environnement. Dans une première étude nous avons montré que des contraintes d’actions, tel que le coût énergétique, générées par les dispositions de l’environnement, pouvaient avoir une influence sur la perception de distances allocentriques. Dans une seconde étude, nous avons tenté de mettre en évidence le rôle du processus d’intégration sensorimotrice dans des tâches d’évaluation de distances, ainsi que de comprendre l’influence des modalités non visuelles, telles que l’audition et la motricité, dans ce même type de tâche. Enfin, dans une troisième étude, nous nous sommes intéressés au concept de fluence – i.e., information métacognitive renseignant le système sur la qualité de ses interactions dans son environnement – et proposons l’idée selon laquelle ce signal contenu dans le flux perceptif permettrait d’expliquer différentes variations perceptives liées aux contraintes de nos actions. Finalement, cette thèse défend une approche unifiée de la perception, selon laquelle la limite entre les concepts d’action et de perception devrait être repensée afin de rendre compte de la nature sensorimotrice de nos connaissances. / Visual perception of space is mainly known as depending upon one’s vision capacity. However, research about the influence of non-visual variables seems to indicate that the body also plays an important role in visual perception. In this Ph.D. thesis, we support the idea that distance perception has to be studied as a function of the sensorimotor interactions between the individuals and their environment. In the first study, we showed that action constraints in the environment such as energetic cost could influence allocentric distance perception. In the second study, we focused on the role of the sensorimotor integration process in distance perception tasks, as well as the influence of non-visual variables such as audition and motor activity. In the third study, we investigated the phenomenology of perception, and more precisely in the relative fluency of motor activity. In other words, we focused here on the metacognitive feedback that emerges from the quality of the interactions with the environment. We highlighted that such a metacognitive signal could explain the influence of action constraints on distance perception. Finally, this work provides strong supports to the idea of an integrative approach of perception according to which the theoretical boundary between perception and action is questioned by the sensorimotor nature of our knowledge.