Ce travail de thèse constitue le prolongement direct des travaux de thèse Chachuat (2001) sur l'optimisation dynamique et la commande optimale des stations de traitement de petite taille. L'objectif est d'aller plus loin en s'intéressant aux dimensionnement et fonctionnement optimaux des stations de traitement des eaux usées de toute taille. Ainsi, dans une première étape, l'optimisation des stations de traitement de petite taille a été abordée. Contrairement à ce qui a été fait jusqu'à maintenant : (i) l'aération n'est plus alternée, mais continue, (ii) le décanteur n'est plus considéré comme parfait, mais son fonctionnement est modélisé à l'aide d'une série de 10 couches de décantation, (iii) la méthode d'optimisation développée est fondée sur la méthode des sensibilités implémentée au sein du logiciel de simulation et optimisation dynamiques gProms, utilisé dans toute la thèse. L'influence du modèle du décanteur sur la minimisation de l'énergie d'aération a été particulièrement analysée. Dans une deuxième étape, les stations de traitement de grande taille sont considérées. Plus spécifiquement, le modèle benchmark développé par le réseau européen COST a été utilisé pour décrire leur fonctionnement. Un « foreignobject » a été développé pour que la simulation et l'optimisation du fonctionnement de ces stations soient possibles sous gProms. L'optimisation a notamment montré que la consommation d'énergie d'aération pouvait être réduite d'au moins de 30% par rapport au fonctionnement actuel de ces stations. Dans une troisième étape, l'optimisation du dimensionnement des stations de traitement de grande taille a été étudiée. Une superstructure a ainsi été définie avec plusieurs (cinq) réacteurs et un décanteur. Toutes les possibilités de recyclage et de court-circuit entre les réacteurs d'une part et entre les réacteurs et le décanteur d'autre part sont prises en compte. L'objectif était de déterminer la meilleure structure et les valeurs optimales des volumes des réacteurs qui permettent de minimiser le coût total tout en respectant les contraintes réglementaires sur les rejets.Par ailleurs, une optimisation multicritère de la station optimale résultante a été réalisée. Elle a permis de déterminer l'ensemble de Pareto des solutions qui minimisent la consommation énergétique (d'aération et de pompage) et maximisent la qualité de l'effluent. La quatrième et dernière partie de ce travail s'intéresse à la modélisation, simulation et optimisation de la station de traitement de Verulam près de Durban en Afrique du Sud. Des mesures expérimentales ont été réalisées sur cette station et le modèle ASM1 a été utilisé pour décrire son fonctionnement. Une analyse d'estimabilité des paramètres a été d'abord réalisée pour déterminer les paramètres du modèle qui peuvent être estimés à partir des mesures expérimentales disponibles. Les paramètres estimables ont ensuite été identifiés à l'aide de gProms. Le modèle ainsi identifié a été validé et ensuite utilisé pour optimiser le fonctionnement énergétique de cette station / This work is a direct extension of the PhD thesis of Chachuat (2001) on dynamic optimization and optimal control of small size wastewater treatment plants. The objective is to go further by focusing on optimal design and operation of wastewater treatment plants of any size. Thus, in a first part, optimization of small size wastewater treatment plants was studied. Contrary to what has been done so far: (i) the aeration is no longer alternating, but continuous, (ii) the settler is not considered perfect, but its operation is modeled using a series of 10 sedimentation layers, (iii) the optimization approach developed is based on the method of sensitivities implemented wthin the dynamic simulation and optimization software gProms, used throughout this work. The influence of the settler model on the minimization of aeration energy was particularly investigated. In a second part , the large size treatment plants are considered . More specifically, the benchmark model developed by the European network COST was used to describe their operation. A "foreign object" was developed in order to make the simulation and optimization of these plants possible using gProms. The optimisation showed that the aeration energy consumption could be reduced by at least 30 % compared to the current operation of these plants . In a third part, the optimization of the design of the wastewater treatment plant was studied. A superstructure has been defined with several (five) reactors and a settler. All the possibilities of recycling and by-passes between the reactors on the one hand and between the reactors and the settler on the other are considered. The objective was to determine the best structure and the optimal values of the reacter volumes that minimize the net present value while respecting the regulatory constraints. On the other hand, a multi-objective optimization problems of the treatment plant was carried out. It allawed to determine the Pareto set of solutions that minimize the energy consumption (pumping and aeration) and maximize the effluent quality. The fourth and last part of this work focuses on modeling, simulation and optimization of the treatment plant of the city of Verulam in the area of Durban in South Africa. Experimental measurements were carried out on the plant and the ASM1 model was used to describe its operation. An estimability analysis was first performed in order to determine the model parameters that can be estimated from the available experimental measurements . The estimable parameters were then identified using gProms . The identified model was validated and then used to optimize the energy function of this plant

Les difficultés à interagir dans le monde social et à s’y adapter sont une plainte centrale des personnes souffrant de troubles psychiatriques et notamment de schizophrénie ou de troubles apparentés. Ces difficultés, qui constituent un frein au processus de réhabilitation psychosociale, pourraient en partie être expliquées par un dysfonctionnement des processus regroupés sous le terme de cognition sociale. La cognition sociale est définie comme la capacité à construire des représentations sur soi-même et autrui, et sur les relations entre soi et les autres, ainsi qu’à utiliser ces représentations de manière flexible, afin de guider le comportement social ; et inclut des processus tels que le traitement des émotions, la théorie de l’esprit, le style attributionnel, la perception et les connaissances sociales. Des déficits concernant les différentes composantes de la cognition sociale ont été largement mis en évidence dans la schizophrénie et les troubles apparentés, et semblent par ailleurs avoir un lien fort avec les difficultés observées dans les domaines du fonctionnement social, mais également des relations privilégiées avec les processus neurocognitifs, même si ces deux composantes semblent relativement indépendantes. Afin de compenser ces troubles, de nombreuses prises en charge de remédiation cognitive ont été proposées ces dernières années. L’objectif de ce travail de thèse a été d’évaluer la possibilité d’améliorer les déficits touchant la sphère de la cognition sociale des personnes souffrant de troubles psychotiques à l’aide d’un outil de remédiation spécifiquement développé à cet effet, le programme RC2S. Etant donnée l’hétérogénéité des déficits touchant la sphère de la cognition sociale dans la schizophrénie, et l’importance fondamentale portée au transfert des compétences dans la vie quotidienne, RC2S a été développé comme une thérapie individualisée et flexible, qui permet aux patients de s’entraîner aux interactions sociales dans un environnement réaliste, et d’adapter la prise en charge aux difficultés spécifiques de la personne. Nous présenterons ici trois études basées sur la méthodologie du cas unique, mettant en évidence l’impact de cette thérapie sur les troubles de la cognition sociale de deux patients souffrant de schizophrénie et d’un patient présentant un trouble de la personnalité schizoïde. / In people with psychiatric disorders, particularly those suffering from schizophrenia and related illnesses, pronounced difficulties in social interactions and adaptation are a key manifestation. These disabilities, which are a serious impediment to psychosocial rehabilitation process, could be partly explained by impairments in processes grouped under the generic term of social cognition. Social cognition is defined as the ability to construct mental representations about others and oneself, and about one’s relationships to others, and to use these representations in a flexible way to guide social behavior. It includes abilities such as emotion processes, theory of mind (ToM), attributional style, and social perception and knowledge. In schizophrenia and related disorders, several components of social cognition are usually altered, and are strongly associated with functional outcome and independent but partly related to neurocognitive processes. The impact of several kinds of interventions and particularly of social cognitive remediation programs has been studied recently, and new strategies and programs in this line are currently being developed. The main objective of this doctoral thesis was to assess the feasibility of improving social cognition in people with psychotic disorders, using a cognitive remediation program specifically designed for this purpose, the RC2S program. Considering that the social cognitive deficits experienced by patients with schizophrenia are very diverse, and that the main objective of social cognitive remediation is to improve patient’s functioning in their social daily life, RC2S was developed as an individualized and flexible program, which allows patients to practice social interactions in a realistic environment, and to adapt therapy to the specificity of every patient’s profile. This manuscript present three single case studies, using specific methodology, to highlight the impact of this new therapy on social cognitive impairments of two people with schizophrenia and one patient with schizoid personality disorder.

La mise en place d’une politique de maintenance prévisionnelle est un défi majeur dans l’industrie qui tente de réduire le plus possible les frais relatifs à la maintenance. En effet, les systèmes sont de plus en plus complexes et demandent un suivi de plus en plus poussé afin de rester opérationnels et sécurisés. Une maintenance prévisionnelle nécessite d’une part d’évaluer l’état de dégradation des composants du système, et d’autre part de pronostiquer l’apparition future d’une panne. Plus précisément, il s’agit d’estimer le temps restant avant l’arrivée d’une défaillance, aussi appelé Remaining Useful Life ou RUL en anglais. L’estimation d’une RUL constitue un réel enjeu car la pertinence et l’efficacité des actions de maintenance dépendent de la justesse et de la précision des résultats obtenus. Il existe de nombreuses méthodes permettant de réaliser un pronostic de durée de vie résiduelle, chacune avec ses spécificités, ses avantages et ses inconvénients. Les travaux présentés dans ce manuscrit s’intéressent à une méthodologie générale pour estimer la RUL d’un composant. L’objectif est de proposer une méthode applicable à un grand nombre de cas et de situations différentes sans nécessiter de modification majeure. De plus, nous cherchons aussi à traiter plusieurs types d’incertitudes afin d’améliorer la justesse des résultats de pronostic. Au final, la méthodologie développée constitue une aide à la décision pour la planification des opérations de maintenance. La RUL estimée permet de décider de l’instant optimal des interventions nécessaires, et le traitement des incertitudes apporte un niveau de confiance supplémentaire dans les valeurs obtenues. / Predictive maintenance strategies can help reduce the ever-growing maintenance costs, but their implementation represents a major challenge. Indeed, it requires to evaluate the health state of the component of the system and to prognosticate the occurrence of a future failure. This second step consists in estimating the remaining useful life (RUL) of the components, in Other words, the time they will continue functioning properly. This RUL estimation holds a high stake because the precision and accuracy of the results will influence the relevance and effectiveness of the maintenance operations. Many methods have been developed to prognosticate the remaining useful life of a component. Each one has its own particularities, advantages and drawbacks. The present work proposes a general methodology for component RUL estimation. The objective i to develop a method that can be applied to many different cases and situations and does not require big modifications. Moreover, several types of uncertainties are being dealt With in order to improve the accuracy of the prognostic. The proposed methodology can help in the maintenance decision making process. Indeed, it is possible to select the optimal moment for a required intervention thanks to the estimated RUL. Furthermore, dealing With the uncertainties provides additional confidence into the prognostic results.

Les études de sûreté de fonctionnement (SdF) sont en général basées sur l’hypothèse d’indépendance des événements de défaillance et de réparation ainsi que sur l’analyse des coupes qui décrivent les sous-ensembles de composants entraînant la défaillance du système. Dans le cas des systèmes dynamiques pour lesquels l’ordre d’occurrence des événements a une incidence directe sur le comportement dysfonctionnel du système, il est important de privilégier l’utilisation de séquences d’événements permettant une évaluation des indicateurs de SdF plus précise que les coupes. Ainsi, nous avons proposé, dans une première partie de nos travaux, un cadre formel permettant la détermination des séquences d’événements qui décrivent l’évolution du système ainsi que leur évaluation quantitative, en recourant à la théorie de langages probabilistes et à la théorie des processus markoviens/semi-markoviens. L'évaluation quantitative des séquences intègrent le calcul de leur probabilité d'occurrence ainsi que leur criticité (coût et longueur des séquences). Pour l’évaluation des séquences décrivant l’évolution des systèmes complexes présentant plusieurs modes de fonctionnement ou de défaillance, une approche modulaire basée sur les opérateurs de composition (choix et concaténation) a été proposée. Celle-ci consiste à calculer la probabilité d'une séquence d'événements globale à partir d'évaluations réalisées localement, mode par mode. Les différentes contributions sont appliquées sur deux cas d'étude de taille et complexité croissante. / Dependability studies are often based on the assumption of events (failures and repairs) independence but also on the analyse of cut-set which describes the subsets of components causing a system failure. In the case of dynamic systems where the events occurrence order has a direct impact on the dysfunctional behaviour, it is important to promote using event sequences instead of cut-sets for dependability assessment. In the first part, a formal framework is proposed. It helps in determining sequences of events that describe the evolution of the system and their assessment, using the theory of probabilistic languages and the theory of Markov/semi-Markov processes. The assessment integrates the calculation of the probability occurrence of the event sequences and their criticality (cost and length). For the assessment of complex systems with multiple operating/failure modes, a modular approach based on composition operators (choice and concatenation) is proposed. Evaluation of the probability of a global sequence of events is performed from local Markov/semi-Markov models for each mode of the system. The different contributions are applied on two case studies with a growing complexity.

Les Troubles du Spectre de l’Autisme (TSA) impliquent un pronostic développemental sensiblement différent dépendamment de leur sévérité et des troubles associés. Les difficultés relationnelles, les comportements inadaptés et les besoins spécifiques de l’enfant ont des répercussions sur le fonctionnement familial et affectent le vécu des parents. Cette situation génère un stress conséquent qui peut potentiellement mettre à mal la cohésion dans le couple parental, affecter les interactions parent-enfant, détériorer le sentiment de compétence parentale et entraîner une perception amoindrie de la qualité des relations familiales. L’écologie sociale du milieu familial permet de questionner le lien entre le climat familial perçu par les mères, évalué par l’IRF (LARIPE, 1989), et le stress maternel perçu, mesuré par l’ISP/FB (Bigras, LaFrenière, & Abidin, 1996), en tenant compte de la singularité de l’expression du handicap de leur enfant, soit la sévérité du trouble autistique, déterminée par l’EEAI (Rogé, 1989), et la coexistence d’un trouble du langage et/ou d’une déficience intellectuelle associée définit antérieurement à l’étude par le diagnostic médical.Le niveau langagier a un impact élevé, tant sur l’âge d’alerte pour les parents, que sur l’âge de diagnostic pour les professionnels, et se révèle fortement associé à l’évaluation de la sévérité des troubles autistiques (N=65). Dépendamment du niveau de stress maternel perçu, en recourant à une classification hiérarchique ascendante basée sur les dimensions de l’ISP/FB, la qualité des relations familiales diffère significativement. Les mères les plus stressées perçoivent le climat familial comme étant plus conflictuel. En considérant à six mois d’intervalle le vécu maternel au niveau écosystémique plutôt que dyadique, l’intervention écologique par l’intégration d’un chien d’assistance de la Fondation MIRA (Québec) dans le groupe familial (n=24) permet une diminution concomitante du stress maternel relatif à la gestion des comportements difficiles de l’enfant et de la sévérité des troubles autistiques. En l’absence de différence au premier temps de mesure avec les mères en attente de service (n=26), les mères des familles bénéficiant d’un chien présentent moins de stress, tant globalement, qu’en ce qui concerne les interactions et l’éducation de l’enfant autiste, et perçoivent également un climat relationnel plus favorable. Les résultats obtenus mettent en évidence la contribution de la médiation animale à l’amélioration de la qualité de vie de l’ensemble des membres du microsystème familial, notamment en ce qui concerne la facilitation des interactions intra et extrafamiliales. / Autism Spectrum Disorders (ASD) involve a significantly different developmental prognosis depending on severity and associated disorders. Relationship difficulties, inadequate behaviours and the specific needs of the child have implications on family functioning and affect parents' experiences. This situation generates significant stress that can potentially undermine parental cohesion, affect parent-child interactions, impair parenting, and lead to lessened perceptions of the quality of family relationships. Considering the social ecology of the family environment allows us to question the relationship between the family climate perceived by mothers, evaluated by the IRF (LARIPE, 1989), and the perceived maternal stress, measured by the ISP/FB (Bigras, LaFrenière and Abidin, 1996), taking into account the singularity of disability, namely autistic disorder severity, determined by the EEAI (Rogé, 1989), and the coexistence of a language disorder and/or an associated intellectual impairment defined by medical diagnosis realized prior to study.Language competence has a high impact, both on the age of parental alert and age of diagnosis by professionals, and is strongly associated with the severity of autistic disorders evaluation (N=65). Depending on the level of perceived maternal stress, using a cluster analysis based on the dimensions of ISP/FB, the quality of family relationships differs significantly. The most stressed mothers perceive the family climate as more confrontational. By considering maternal experience at the eco-systemic level rather than dyadic, an ecological intervention by integrating a MIRA Foundation (Quebec) assistance dog into the family group (n=24) produced a concomitant decrease for maternal stress related to management of child's difficult behaviours and for severity of autistic disorders. In absence of differences in the first measurement time with mothers waiting for service (n=26), mothers in families with a dog are less stressed both overall, than for interactions and for education of the autistic child. They also perceive a more favourable relationship climate. Results obtained highlight the contribution of animal mediation to improving the quality of life of all members in the microsystem, particularly on intra and extra-familial interactions facilitation.

L’école a longtemps ignoré les langues et cultures maternelles des élèves.Une exploration des apports de la recherche en didactique d’apprentissage des langues, avec notamment les approches plurielles, montre comment la didactisation du contact de langue permet de construire une réflexion métalinguistique favorisant de nouveaux apprentissages en langue vivante étrangère ou dans la langue de scolarisation. Une étude de l’évolution historique des programmes scolaires français laisse enfin entrevoir la perspective d’ouvrir l’école au plurilinguisme, en adéquation avec les préconisations des Institutions Européennes. L’intercompréhension entre langues apparentées, apparaît comme une modalité d’apprentissage favorisant la compréhension et le fonctionnement de plusieurs langues, d’autant plus si l’apprentissage organise l’intégration des langues entre elles. Nous décrirons le fonctionnement et les enjeux de l’intercompréhension intégrée en langues romanes.Une expérimentation fut menée sur deux classes de CM1-CM2 lors des apprentissages scientifiques en intercompréhension intégrée à l’aide du manuel Euromania. Dans une classe, cette expérimentation était couplée à l’approche interculturelle Comparons nos langues. Il s’agissait d’observer de quelle manière cette expérimentation contribuait à l’évolution des représentations linguistiques des élèves, au développement de compétences linguistiques ainsi qu’à l’élaboration de stratégies de compréhension. Nous observerons les bénéfices apportés par l’intercompréhension intégrée et les approches interculturelles, aux apprentissages linguistiques et discipinaires, au plurilinguisme, à une meilleure réussite et à un plus grand épanouissement des élèves. / For a long time, primary education has overlooked the students' languages and cultures of origin. An exploration of the conclusions of research in the field of language didactics, and more specifically pluralistic approaches establishes that the didactisation of language interaction/language contact helps in building a metalinguistic reflection that can facilitate fresh learning in a foreign language or in the language in which the child is being educated. At last, a study of the evolution ofFrench school curricula can show us the way for opening schools to multilingualism, in conformity with European Union directives. Intercomprehension between related languages is shown to be a modality of learning that facilitates the comprehension and the way different languages work, especially if the learning process organizes the integration of these languages. We will describe the methodology and the stakes of integrated intercomprehension in romance languages. An experiment has been conducted with two classes of CM1-CM2/last grades of Middle School during science classes, using integrated intercomprehension with the help of the schoolbook Euromania, as well as, in one of the classes, the intercultural-approach based Comparons nos langues. The goal was to observe to which direction this experiment contributed to the evolution of the students' linguistic representations, to the development of linguistic competence and to the invention of strategies of understanding. We will present the benefits of integrated intercomprehension and intercultural approaches to language learning and to learning in other subjects, to multilingualism, and to the well-being of learners, conducive to more successfullearning.

La science a connu des avancées significatives en matière de gestion du risque au cours de la dernière décennie. Toutefois, les pratiques actuelles de gestion du risque dans le domaine industriel n'ont pas tiré tout le profit de ces développements. Le sujet de recherche de cette thèse peut être formulé ainsi : comment bâtir un cadre de gestion du risque afin de gérer les risques dans le transport, en adoptant les perspectives modernes du risque et les dernières connaissances de sécurité, tout en considérant le système de transport comme un système adaptatif complexe ? Ceci, à travers la perspective d'une agence nationale de la sécurité des transports, dont la responsabilité est la supervision de la sécurité de plusieurs modes de transport, incluant l'aérien, le maritime, le ferroviaire et le routier. La connaissance scientifique actuelle est passée en revue pour les sujets de risques et d'appréciation du risque, de sécurité et de gestion de la sécurité ainsi que les systèmes adaptatifs complexes. L'approche moderne du risque implique reconnaitre l'importance de l'incertitude et la solidité des connaissances dans l'analyse du risque ainsi que le rôle des imprévus. Le système de transport est identifié comme un système adaptatif complexe. De tels systèmes se caractérisent par un large volume d'interactions, de nombreuses boucles de rétroaction, des phénomènes non-linéaires, l'émergence, l'imprévisibilité et la contre-intuitivité. Sont étudiées les façons recommandées d'interagir avec les systèmes complexes afin de tenter de parvenir à un changement positif. Les concepts relatifs à la gestion de la sécurité sont également présentés et notamment le concept de résilience qui peut être interprété soit comme une élégante extensibilité des équipes ou des organisations, soit comme une adaptabilité continue. Les cadres existants de management du risque sont revus à la fois dans l'industrie et dans la littérature scientifique ainsi que la norme internationale ISO 31000. Basé sur l'état de l'art, un ensemble de critères pour un processus moderne de management du risque est développé. Le cadre proposé de gestion du risque dans le transport comprend des perspectives modernes du risque et considère le système de transport comme un système adaptatif complexe. Il permet de présenter les risques des différents modes de transport dans une visualisation globale de risque et de l'utiliser en tant que support pour prise de décision afin d'optimiser l'impact sur la sécurité avec les ressources qui sont toujours limitées. L'impact est encore renforcé par les moyens d'intervention tels que les stratégies adaptives et l'expérimentation, qui sont bien adaptés aux systèmes complexes. Elle est validée selon les critères élaborés et par comparaison avec les cadres existants. Le cadre proposé de gestion du risque ainsi que la thèse sont tous deux structurés d'après la norme ISO 31000. Enfin une étude de cas présente la mise en œuvre actuelle de cette nouvelle approche à l'Agence Nationale Finlandaise de la Sécurité des Transports. / Over the last ten-fifteen years, science has made significant advances in fields relevant for risk management. However, current risk management practices in industry have not yet benefitted from these developments. The research question addressed in this dissertation is: What kind of risk management framework should be used for managing transport risks when the modern risk perspectives and the latest understanding of safety are embraced, and the transport system is considered a complex adaptive system? The focus of this research is on transport risks, taking the perspective of a national transport safety agency, tasked with overseeing safety across several modes of transport, including aviation, maritime, railway and road safety. The scientific literature on risk and risk assessment, safety and safety management, as well as complex adaptive systems are reviewed. The research illustrates that a modern risk perspective recognizes the importance of uncertainty and strength of knowledge in risk analysis, as well as the role of surprises. The transport system is identified as a complex adaptive system, characterized by a high number of interactions, emergence, multiple feedback loops, nonlinear phenomena, unpredictability and counter-intuitiveness. The recommended ways to interact with such complex systems and to try to achieve positive change are explained. Concepts related to safety management are also investigated, especially the concept of resilience, which is interpreted as graceful extensibility of teams or organizations, or as sustained adaptability. Evidence of existing risk management frameworks in both the industry and scientific literature is outlined and reference is made to the international ISO 31000 standard for risk management. Based on the literature review, a set of criteria for a modern risk management process is developed. A risk management framework for managing transport risks which embraces modern risk perspectives and accounts for the transport system as a complex adaptive system is proposed. It enables risks in all transport modes to be presented in a single risk picture and supports decision-making to maximize the safety impact achievable with limited resources. The impact is further enhanced by intervention strategies such as adaptive policies and experimentation, which are well-suited to complex systems. The framework is validated against the criteria developed, and by comparison to existing methods. A case study presents the on-going implementation of the developed risk management framework at the Finnish Transport Safety Agency. Both the proposed risk management framework and the dissertation are structured according to the ISO 31000 framework.

Les interactions entre les eaux souterraines et les eaux de surface sont complexes et jouent un rôle prépondérant dans le fonctionnement des hydrosystèmes, tant en termes quantitatifs que qualitatifs. Ces deux compartiments interagissent à travers différentes interfaces emboitées depuis l’échelle locale, notamment la zone d’interface rivière-nappe, appelée zone hyporhéique (ZH) jusqu’à l’échelle régionale. La ZH se définit comme un buffer entre les eaux souterraines et les eaux de surface. Les variations des flux d’eau et de chaleur au niveau de cette zone modulent les processus biogéochimiques. Le but de cette thèse est d’améliorer la compréhension du régime thermique et hydrologique de la ZH et de sa variation spatiale. Cette problématique est abordée par l’utilisation de stations de mesures haute fréquence des échanges nappe-rivière (MOLONARI) sur le bassin des Avenelles (sous bassin de la Seine (46 km2)) et de la modélisation. Le suivi haute fréquence a permis de réaliser une analyse des données expérimentales présentant le régime hydro-climatique du bassin ainsi que l’évolution spatiale et temporelle du fonctionnement des différents compartiments de l’hydrosystème. Un cas synthétique a été réalisé afin de caractériser les différents facteurs contrôlant le régime thermique de l’interface nappe rivière et la variation de stocks d’énergie au sein de la ZH. La démarche de modélisation suivie pour le cas synthétique fournit un cadre d’analyse des données des cinq stations MOLONARI. Les données acquises sur ces stations ont été utilisées afin de déterminer les propriétés hydrodynamiques et thermiques de la ZH ainsi que des couches géologiques sous-jacentes par inversion à l’aide du modèle METIS couplé à un script de balayage de l’espace des paramètres afin de quantifier les flux d’eau et de chaleur à l’interface nappe-rivière le long d'un corridor hydraulique. Les résultats du modèle mettent en lumière la variabilité spatio-temporelle des échanges de chaleur au niveau des cinq stations MOLONARI. La quantification des flux de chaleur a fourni un nouvel éclairage des interactions entre les eaux de surface et les eaux souterraines à l’interface nappe-rivière du bassin des Avenelles. / The river-aquifer interactions are complex and play a preponderant role in hydrosystems functioning, in both qualitative and quantitative terms. These two compartments interact through various nested interfaces from the local scale in particular the river aquifer interface called the Hyporheic Zone (HZ) to the regional scale. The HZ acts as a buffer between the stream and the groundwater. The water and heat fluxes variation at this zone modulates the biogeochemical processes.The aim of this thesis, is to improve the understanding of the thermal and hydrological regime of the HZ and its spatial variation. This problem is approached by the use of high frequency measurement stations of river-aquifer exchanges (LOMOS) in the Avenelles basin (sub-basin of the Seine basin (46 km2)) and by modeling. The high frequency monitoring allowed to realize an analysis of the experimental data characterizing the hydroclimatic regime of the Avenelles basin as well as the spatial and temporal evolution of the hydrosystem various compartments functioning.A synthetic case was realized to characterize the main factors controlling the thermal regime at the river aquifer interface and the energy storage variation within the ZH. The modeling approach followed by the synthetic case provides an analysis framework of the five LOMOS data.The acquired LOMOS data were used to determine the hydrogeological and thermal properties of the HZ and of the underlying aquifers by inversion by means of a 2D finite element thermo-hydrogeological model (METIS) coupled with a parameters screening script to quantify water and heat fluxes through the stream – aquifer interface over along the stream network.The model results highlight the spatiotemporal variability of the heat exchanges at the five LOMOS. The quantification of heat fluxes provided a new lighting of the stream-aquifer interactions of the Avenelles basin.

L’obésité commune chez l’enfant et l’adolescent constitue actuellement un problème de santé publique, tant dans les pays industrialisés qu’en développement et le caractère protéiforme de ses causes en font une pathologie multifactorielle. Les champs cliniques et neurobiologiques ont permis d’isoler certains facteurs psycho-affectifs et sociaux, des vulnérabilités psychopathologiques ou des particularités dans la régulation du comportement. Ce travail de thèse propose une approche intégrative de ces facteurs en vue d’appréhender les déterminants et/ou conséquences comportementales et psychopathologiques ainsi que leurs influences réciproques dans le contexte de l'obésité pédiatrique.Une investigation de la sphère psycho-affective(dépression, anxiété, estime de soi, insatisfaction corporelle et comportement alimentaire) et de la sphère cognitive (intelligence, fonctions exécutives), socio-cognitive et cognitivo-affective (alexithymie, régulation et traitement émotionnels, empathie) a été proposée à cet effet auprès d’adolescents sans surcharge pondérale ou souffrant d'obésité sévère. Pour ces derniers, les résultats soulignent la présence d’une symptomatologie psychopathologique aigüe hétérogène, des difficultés alexithymiques prononcées ainsi que des perturbations cognitives à dominance exécutive. Ces troubles ont, en outre, une influence directe sur le comportement alimentaire et l’image du corps, pouvant contribuer à la péjoration de la sphère psychoaffective. Cette approche intégrative permet de spécifier le profil cognitif et affectif des enfants souffrant d’obésité commune, en vue d’intégrer ou d’optimiser des pistes de remédiation aux prises en charge actuelles. / Childhood obesity is currently considered as a major public health concern with a multifactorial origin. Psychological, emotional, social or behavioral regulation disorders have emerged as potential determinants, through clinical and neurobiological researches on developmental obesity. This doctoral thesis will focus on those multiple factors as well as cognitive states through an integrative approach and their reciprocal influences on childhood obesity. We hence proposed an investigation of social, psychological and emotional life ( depression, anxiety, self-esteem, body dissatisfaction ),cognitive abilities ( intelligence, executive functions ),socio-cognitive and cognitive-affective processes ( alexithymia, emotional processing and regulation, empathy ) in children and adolescents with, versus without, severe obesity. Results show a growing and heterogeneous psychopathological symptomatology in adolescents with severe obesity, as well as high levels of alexithymia. We also find some significant cognitive difficulties, mostly executive, thereby contributing to psychological and emotional disorders. Lastly, results show these troubles have a severe impact on eating behavior and body dissatisfaction. This integrative approach highlights the need to adapt the current medical care of childhood obesity, considering the cognitive and affective profile of every child.

Il est de plus en plus admis que pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes, une approche aérienne associée à une approche souterraine est nécessaire en raison des rétroactions entre plantes et sol. La structure des communautés végétales peut affecter le fonctionnement du sol en altérant la quantité et la qualité des ressources intégrant le sol. Les contrôles abiotiques des processus microbiens du sol sont largement documentés, mais les potentiels effets de la composition de la communauté végétale et des traits racinaires sont peu connus. L'étude a été menée sur des prairies méditerranéennes du sud de la France. Nous avons sélectionné 12 communautés contrastées le long d'un gradient de disponibilité des ressources du sol principalement lié à la texture du sol. Les objectifs de cette thèse sont d'évaluer i) la réponse de la composition floristique et des traits foliaires et racinaires mesurés au niveau de la communauté le long gradient édaphique et à travers les saisons, et ii) leurs effets sur trois processus microbiens du sol impliqués dans les cycles du carbone (C) et de l'azote (N) : la respiration potentielle (SIR), la nitrification (NEA) et la dénitrification (DEA). Dans les sols sableux (parcelles peu productives), la communauté végétale possède une stratégie de conservation au niveau des feuilles et une stratégie d'acquisition des ressources au niveau des racines suggérant une forte plasticité des traits racinaires en réponse à la limitation des ressources ; les taux de SIR et NEA sont élevés. Un patron opposé est observé dans les sols argileux des milieux productifs. La DEA ne varie pas le long du gradient. Aucun effet de la richesse spécifique, de l'équitabilité ou de la biomasse végétale sur la SIR ou la NEA n'a été trouvé. Cependant, nous avons démontré qu'il y a une forte influence de la composition fonctionnelle des communautés végétales (abondance des graminoïdes), et surtout des traits racinaires. Nos résultats les plus novateurs montrent que la NEA et dans une moindre mesure la SIR sont positivement corrélés à la concentration en N des racines de la communauté et négativement corrélés à leur ratio C/N, tandis que les traits foliaires analogues ont seulement un effet mineur sur les activités microbiennes. Ces résultats suggèrent que la qualité chimique des racines est le principal pilote des activités du sol et que cela est maintenu à travers les saisons. D'importantes variations saisonnières de la composition floristique des communautés, de leurs traits racinaires et des activités microbiennes, excepté la DEA, ont été mises en avant. Les variations saisonnières des traits racinaires sont interprétées comme un changement relatif de la proportion de racines jeunes/vieilles et suggèrent une asynchronie entre la croissance aérienne et souterraine. Pour la première fois, nous montrons qu'en conditions naturelles, les changements saisonniers des traits fonctionnels racinaires peuvent être impliqués dans le pilotage de la NEA et de la SIR. Ce résultat démontre la nécessité d'études plus approfondies pour comprendre le rôle des traits racinaires comme pilote du fonctionnement du sol. / It is increasingly recognized that the understanding of ecosystem functioning requires a combined above- and belowground approach, because of the importance of feedbacks between plants and soil. Plant community structure may affect soil functioning by altering the quantity and the quality of resources entering the soil. Abiotic controls on soil microbial processes are well documented, but potential effects of plant composition and root traits are poorly understood. The study was conducted in Mediterranean grasslands located in southern France. We selected 12 contrasting communities along a gradient of soil resource availability, which is mainly driven by soil texture. The aims of the thesis were to evaluate: i) the response of plant composition and leaf and root traits measured at the community level along the soil gradient and across seasons, ii) their effect on three soil microbial processes involved in carbon (C) and nitrogen (N) cycling, i.e. substrate-induced respiration (SIR), nitrifying (NEA) and denitrifying enzyme activities (DEA). In sandy soils (unproductive plots) plant communities had a conservation strategy at the leaf level and an acquisitive strategy at the root level suggesting a strong plasticity of root traits in response to resource limitation; rates of SIR and NEA were higher. Opposite pattern was observed in clay productive soils. DEA did not vary along the gradient. We did not find evidence of a species richness, evenness, or plant biomass effect on SIR and NEA. However, we demonstrated that they were strongly influenced by plant functional composition (abundance of graminoids), and particularly by root traits. Our most innovative finding evidences that NEA, and to a lesser extent SIR, were positively correlated with root nitrogen (N) concentration and negatively correlated with C/Ncom, whereas analogous leaf traits have only minor effect on microbial activities. Our results suggested that the chemical quality of roots is the main driver of soil activities and this was confirmed across the seasons. We highlight strong seasonal variations in plant community composition, root traits and soil microbial activity, except DEA. Seasonal variations in root traits were interpreted as a relative change in the proportion of young versus old roots and suggested an asynchrony between above– and belowground growth. We showed for the first time evidences that in natural conditions, seasonal changes in root functional traits could be implicated in driving NEA and SIR. This result demonstrates the need to further develop studies allowing a better understanding of the role of root traits as soil functioning drivers.