Le drainage minier acide de Carnoulès est caractérisé par un pH très acide et une forte concentration en métaux et en arsenic. Par différentes approches moléculaires, des études précédentes ont montré une faible biodiversité et ont permis d'établir un modèle de fonctionnement de la communauté bactérienne. Le but de ce travail de thèse a été de préciser la composition et le fonctionnement de cette communauté bactérienne, en utilisant pour cela des approches culturales et fonctionnelles, en se focalisant particulièrement sur le recyclage de la matière organique. L'élaboration de différents milieux a permis l'isolement de 49 souches bactériennes appartenant à 19 genres, augmentant ainsi de 10 % la diversité bactérienne détectée à Carnoulès par rapport aux approches métagénomiques précédentes. Parmi les 19 genres, 3 sont nouveaux dont un, inféodé aux écosystèmes acides, a été caractérisé taxonomiquement et dénommé Acidiminas carnoulesii. La capacité de l'isolat Q8 appartenant au genre Paenibacillus à dégrader I'amidon et la xylane, dans de larges gammes de pH et de concentrations en arsenic, a permis d'attribuer à Paenibacillus un rôle dans la résilience de la communauté pour ces fonctions. Un criblage fonctionnel de I'ADN de Q8 dans Escherichia coli apermis d'isoler les gènes codant les protéines de dégradation de ces polymères. Par ailleurs, un criblage de 80000 clones de la banque d'ADN métagénomique de Carnoulès a permis la détection de 28 clones positifs pour l'activité amylolytique. Deux protéines ne présentant aucune similarité de séquence avec des amylases connues ont été caractérisées in vitro, confirmant leurs activités amylolyiques et démontrant que la bioprospection dans des sites a priori incongrus, autorise des découvertes insoupçonnées. Ces travaux ont ainsi permis de montrer que les approches culturales et fonctionnelles apportent des informations nouvelles par rapport à celles obtenues par les approches moléculaires. La complémentarité de ces approches est vérifiée, et elle apparaît indispensable dans l'analyse de la complexité des écosystèmes. Cependant, la compréhension de leur fonctionnement exigera des efforts redoublés.

La complexité des nouveaux systèmes ne cesse de grandir, en terme d'intégration de multiples technologies, de nombre de composants, ainsi qu'en terme de performances attendues. De plus, leur phase de conception doit également garantir la tenue de délais stricts pour un coût maîtrisé. Beaucoup de ces systèmes doivent notamment fournir des performances élevées en terme de Sûreté de Fonctionnement (SdF). Les analyses de SdF à mener dans ces cas doivent concilier temps et qualité d'étude, être réalisées à des niveaux de description parfois peu élevés et être capables de traiter de multiples technologies. C'est pourquoi nous avons cherché durant cette thèse à décrire une méthode d'analyse de la SdF des systèmes complexes, intégrée aux méthodes d'Ingénierie Système (IS) utilisées, que nous avons nommé MéDISIS. Les travaux de cette thèse s'attachent donc à rendre plus efficaces les analyses de SdF au cours du processus d'IS, en créant des outils et méthodes intégrés aux outils actuels de conception et proposant un support efficace pour les études SdF. Les méthodes d'Ingénierie Système Basée sur les Modèles sont les plus efficaces pour la création de tels systèmes. Nous plaçons donc ces travaux dans un référentiel utilisant un modèle central, que nous supposons écrit en SysML. Nous avons alors approfondi 3 axes de recherches : Utiliser le langage SysML comme point d'ancrage du processus d'IS intégrant les analyses de SdF, Extraire des diagrammes SysML fonctionnels les informations nécessaires aux études de risques et Exploiter les représentations SysML pour les études formelles de SdF. Dans ce contexte, nous illustrons l'emploi de MéDISIS sur la problématique du projet CAPTHOM, dont l'objectif est de bâtir une solution innovante pour la détection de présence humaine. Cette recherche nous conduit à la réalisation d'un simulateur de réseau de capteurs capable d'évaluer la réponse à des scénarios de stimulation et d'optimiser le placement des capteurs.

Cette thèse porte sur le développement de méthodes et de modèles permettant de quantifier la sûreté de fonctionnement d'applications embarquées sur des systèmes mobiles. L'objectif est de fournir des indicateurs pour l'analyse et la sélection des architectures les plus adaptées pour satisfaire les exigences de sûreté de fonctionnement. Nous considérons le cas des applications véhiculaires utilisant des communications inter-véhicules basées sur des réseaux ad-hoc et pouvant avoir accès à des services situés sur des infrastructures fixes. Nous proposons une approche combinant: 1) des modèles de sûreté de fonctionnement utilisant des réseaux d'activités stochastiques permettant de décrire les modes défaillances et de restauration des systèmes considérés et 2) des simulations et des modèles analytiques de scénarios de mobilité permettant d'estimer des caractéristiques de connectivité de ces systèmes. Cette approche est illustrée sur trois cas d'études dont un système d'autoroute automatisée, et une boîte noire virtuelle basée sur la réplication et la sauvegarde coopérative des données.

Dans de nombreux domaines tels que l'avionique, la médecine ou la domotique, les applications logicielles jouent un rôle de plus en plus important, allant jusqu'à être critique pour leur environnement. Afin de pouvoir faire confiance à ces applications, leur développement est contraint par des exigences de sûreté de fonctionnement. En effet il est nécessaire de démontrer que ces exigences de haut-niveau sont prises en compte tout au long du cycle de développement et que des solutions concrètes sont mises en oeuvre pour parvenir à les respecter. De telles contraintes rendent le développement d'applications sûres de fonctionnement particulièrement complexe et difficile. Faciliter ce processus appelle à la recherche de nouvelles approches de développement qui intègrent des concepts de sûreté de fonctionnement et guident les développeurs lors de chacune des étapes nécessaires à la production d'une nouvelle application digne de confiance. Cette thèse propose ainsi de s'appuyer sur une approche dirigée par la conception pour guider le développement des applications sûres de fonctionnement. Cette approche est concrétisée à travers une suite d'outils nommée DiaSuite et offre du support dédié à chaque étape du développement. En particulier, un langage de conception permet de décrire à la fois les aspects fonctionnels et non-fonctionnels des applications en se basant sur un paradigme dédié et en intégrant des concepts de sûreté de fonctionnement tels que le traitement des erreurs. A partir de la description d'une application, du support est généré pour guider les phases d'implémentation et de vérification. En effet, la génération d'un framework de programmation dédié permet de guider l'implémentation tandis que la génération d'un modèle formel permet de guider la vérification statique de l'application et qu'un support de simulation permet de faciliter les tests. Cette approche est évaluée grâce à des cas d'études réalisés dans les domaines de l'avionique et de l'informatique ubiquitaire.

Nous proposons une méthodologie de conception pour les systèmes de commande tolérants aux fautes en partant d’un modèle de base exhaustif pour le système complexe à superviser. En pratique, la modélisation exhaustive est réalisée grâce à un automate hybride enrichi par des paramètres quantifiant les défaillances possibles. Ceci permet de modéliser les défaillances partielles. Dans la phase hors ligne, ce système complexe est transformé en un système discret abstrait et exploitable selon des techniques dédiées. Un superviseur est alors construit selon les objectifs de fonctionnement.Lors du fonctionnement du système, l’occurrence d’une défaillance se traduit par l’invalidation de plusieurs comportements dans le modèle abstrait et l’introduction d’incertitudes. Par la suite, les modules de diagnostic et d’identification (qui ne rentrent pas dans l’objet de notre thèse) réduisent de façon progressive le modèle hybride au cours du temps. Afin de pouvoir mettre à jour le modèle discret abstrait, on a développé des algorithmes de calcul d’atteignabilité, de vérification et de génération de régions stabilisées.Pour pouvoir superviser un tel système, l’utilisation de méthodologies d’abstraction est nécessaire afin de transformer le modèle bas niveau exhaustif en un modèle discret approprié. Nous réalisons cette abstraction en proposant des algorithmes qui tiennent compte du contexte d’utilisation (objectifs, contraintes…). Lorsqu’une défaillance est détectée, la reconfiguration est déclenchée en essayant, au fur et à mesure de l’enrichissement du modèle abstrait, de réduire le fonctionnement du système défaillant dans un des schémas prédéfinis / We propose a methodology for the design of fault tolerant control systems for the supervision of complex systems. First, the system is exhaustively described through a hybrid automaton which is enriched with parameters that quantifies the possible complete or partial faults. In the offline stage, the complex system is abstracted into a useful discrete event system with dedicated approaches. After, a supervisor is designed according to the standard objectives.In the online stage, fault detection can be interpreted by prohibiting some behaviours and introducing uncertainties. Thereafter, the diagnosis and identification modules (that are not treated in this work) reduce progressively the hybrid system. In order to update the abstract model, we developed some algorithms for reachability calculus, verification and generation of stabilized regions.In order to supervise the faulty system, the use of abstraction methodologies is necessary in order to transform the low level exhaustive model into an abstract and appropriate model. This abstraction is realized through algorithms that takes into account the abstraction context (objectives, constraints…). When a fault is detected, the reconfiguration is triggered by trying, as the abstract model is enriched, to reduce the behaviour of the faulty system into a preconceived model

La complexité des nouveaux systèmes ne cesse de grandir, en terme d’intégration de multiples technologies, de nombre de composants, ainsi qu’en terme de performances attendues. De plus, leur phase de conception doit également garantir la tenue de délais stricts pour un coût maîtrisé. Beaucoup de ces systèmes doivent notamment fournir des performances élevées en terme de Sûreté de Fonctionnement (SdF). Les analyses de SdF à mener dans ces cas doivent concilier temps et qualité d’étude, être réalisées à des niveaux de description parfois peu élevés et être capables de traiter de multiples technologies. C’est pourquoi nous avons cherché durant cette thèse à décrire une méthode d’analyse de la SdF des systèmes complexes, intégrée aux méthodes d’Ingénierie Système (IS) utilisées, que nous avons nommé MéDISIS. Les travaux de cette thèse s’attachent donc à rendre plus efficaces les analyses de SdF au cours du processus d’IS, en créant des outils et méthodes intégrés aux outils actuels de conception et proposant un support efficace pour les études SdF. Les méthodes d’Ingénierie Système Basée sur les Modèles sont les plus efficaces pour la création de tels systèmes. Nous plaçons donc ces travaux dans un référentiel utilisant un modèle central, que nous supposons écrit en SysML. Nous avons alors approfondi 3 axes de recherches : Utiliser le langage SysML comme point d’ancrage du processus d’IS intégrant les analyses de SdF, Extraire des diagrammes SysML fonctionnels les informations nécessaires aux études de risques et Exploiter les représentations SysML pour les études formelles de SdF. Dans ce contexte, nous illustrons l’emploi de MéDISIS sur la problématique du projet CAPTHOM, dont l’objectif est de bâtir une solution innovante pour la détection de présence humaine. Cette recherche nous conduit à la réalisation d’un simulateur de réseau de capteurs capable d’évaluer la réponse à des scénarios de stimulation et d’optimiser le placement des capteurs. / The design processes of new innovative systems must be able to master the increasing complexity brought by the need of integrating multiple technologies, utilized by even more components with high awaited performances. Moreover, stakeholders impose strict delays and costs on their development phase. Many of those systems are intended to possess strong reliability performances. This kind of system must include in their design phase complicated reliability analysis, within a limited time and with limited resources. Therefore, we tackle in this thesis the construction of a methodology, named MéDISIS, for integrating reliability analysis in the design processes using Model-Based System Engineering techniques. The main goal of this work is to make the reliability analysis more efficient during the engineering process, by creating methods and tools using or being included in the current design softwares utilised by system engineers. As we assume that SysML is the best language for Model-Based System Engineering, we developed 3 axes: Using SysML as the language used for the central model of all developments. Extracting the needed information on the dysfunctional behaviour, from functional SysML description studied with classic FMEA-like techniques. Setting translations between SysML descriptions and formal models for reliability studies. Finally, the use of MéDISIS is exemplified on the CAPTHOM project, aiming at developing a new human presence sensor. This study leads us to create a simulation and optimisation software for sensor networks design.

La biodiversité est de plus en plus modifiée par les activités humaines, ce qui a conduit à des recherches considérables sur l'effet de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes. Ces recherches ont cependant rarement inclu le stress anthropogénique qui cause la perte de biodiversité. Cette thèse analyse l'impact du stress (pesticides et métaux lourds) sur la relation entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes à la base de la chaîne alimentaire marine, avec des producteurs marins primaires (diatomées) et leurs principaux consommateurs (copépodes). Le premier résultat est que la pollution chimique altère la régularité plutôt que la richesse des espèces, avec un effet disproportionné sur le fonctionnement si un stress sélectif provoque la domination par des espèces tolérantes avec une faible contribution fonctionnelle. L'effet du stress sur le fonctionnement est prévisible sur la base d'une corrélation des traits biologiques prédisant l'abondance des espèces et des traits prédisant leur effet sur le fonctionnement. L'effet de la biodiversité sur le fonctionnement augmente sous l'effet du stress dû à une augmentation d'interactions facilitatrices entre les espèces (effet de complémentarité). L'effet du stress sur la qualité alimentaire des producteurs primaires réduit le transfert d'énergie au niveau des consommateurs, soulignant la pertinence du changement de biodiversité dans un contexte trophique. La thèse se termine par un cadre synthétique présentant les trois principaux effets (stress sélectif, stress physiologique, complémentarité) déterminant l'effet du stress sur la relation entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. / Biodiversity is increasingly altered by human activities, which has led to considerable research on the consequences of biodiversity loss for ecosystem functioning. The anthropogenic stressors driving the ongoing biodiversity loss are however rarely included into biodiversity-ecosystem functioning experiments. The present thesis analyses the impact of anthropogenic stressors (pesticides, heavy metals) on the biodiversity-ecosystem functioning relation in marine primary producers (diatoms) and consumers (copepods). It was shown that chemical stress alters species evenness rather richness, with a disproportionate effect on functioning if stress causes dominance by tolerant species with a low functional contribution. Stress tolerance and the functional contribution were predictable based on the species’ biological traits, and the effects of stress on ecosystem functioning depended on the correlation of traits predicting species abundance and traits predicting the species’ effect on ecosystem functioning. The biodiversity effect on primary producer biomass production increased under stress due to facilitative interactions (complementarity effect). Stressor-induced biodiversity loss reduced the food quality of primary producers and impaired the energy transfer to the consumer level, highlighting the relevance of stressor-induced biodiversity changers in a trophic context. The thesis ends with a synthetic framework which puts forward the three main effects (selective stress, physiological stress, complementarity) through which anthropogenic stress affects biodiversity-ecosystem functioning relations at the basis of marine food webs.

Introduction : Le trouble de personnalité limite (TPL) entraîne des conséquences majeures sur le quotidien des personnes qui sont affectées par celui-ci. Une évaluation rigoureuse et fiable du fonctionnement au quotidien des personnes ayant un TPL est essentielle afin d’orienter adéquatement les services de réadaptation. Objectifs : Les objectifs de cette thèse sont de : 1) concevoir un outil de mesure du fonctionnement des personnes ayant un TPL ; 2) valider cet outil de mesure, en vérifiant sa cohérence interne, sa fidélité test-retest et sa validité de construit convergente. Méthode : La conception des dimensions du questionnaire et des échelles de mesure a été faite par une recension des écrits et des consultations auprès de 42 experts (personnes avec un TPL, cliniciens et chercheurs) à l’aide de différentes méthodes (groupes de discussion, méthode d’enquête Delphi). Un prétest qualitatif a été réalisé auprès de huit personnes présentant un TPL. Pour la fidélité test-retest, le nouveau questionnaire a été administré à deux reprises (intervalle de deux semaines), auprès de 36 adultes ayant un TPL. La validité de construit convergente a été obtenue en comparant les scores issus du questionnaire à ceux du World Health Organisation Disability Assessment Schedule (WHODAS 2.0) et de l’Échelle d’évaluation globale du fonctionnement (EGF). Résultats : Le questionnaire autoadministré FAB (Fonctionnement Au quotidien pour le trouble de personnalité Borderline) comporte 38 items divisés en quatre domaines : les activités de base au quotidien, les activités dans la collectivité, les dimensions de l’environnement social et les dimensions internes de la personne. Chaque item est évalué selon deux échelles de cotation : 1) le mode de fonctionnement de la personne et 2) le degré de difficulté perçue. La cohérence interne du FAB est élevée (alpha de Cronbach = 0,88 pour l’échelle 1 et 0,82 pour l’échelle 2). Le FAB montre une fidélité test-retest de très bonne à excellente pour l’échelle 1 (ICC=0,92, IC 95% : 0,85-0,96) et pour l’échelle 2 (ICC=0,87, IC 95% : 0,75-0,93). Les deux échelles de cotation sont modérément corrélées à l’EGF (r=0,48; p=0,003 pour l’échelle 1 et r=0,41; p=0,013, pour l’échelle 2, respectivement) et sont fortement corrélées au WHODAS 2.0 (r=-0,70; p<0,001 pour les deux échelles). Conclusion : Le FAB est un nouveau questionnaire prometteur portant sur des dimensions fonctionnelles touchées par le TPL. Il pourra être un levier de discussion entre les personnes ayant un TPL et les cliniciens pour identifier les cibles prioritaires de changement dans leur fonctionnement quotidien. / Abstract: Introduction: Borderline Personality Disorder (BPD) has a major impact on the daily lives of people affected by it. A rigorous and reliable assessment of the day-to-day functioning of people with BPD is essential to adequately guide rehabilitation services. Objectives: The main objectives of this project are to: 1) to design a tool for measuring the functioning of people with BPD; 2) validate this new measurement tool by verifying its internal consistency, test-retest reliability and convergent construct validity with tools measuring functioning. Methods: The development of the dimensions of the questionnaire and the measurement scale was done through a literature review and consultations with 42 experts (persons with BPD, clinicians and researchers) through various methods (focus groups, Delphi survey). A qualitative pre-test was carried out with eight persons with BPD in order to verify the intelligibility of the questionnaire. For test-retest reliability, the new questionnaire was administered twice, with a two-week interval, to 36 adults with BPD. The convergent construct validity was obtained by comparing the scores from the 36 participants with those obtained from the World Health Organization Disability Assessment Schedule (WHODAS 2.0) and the Global Functioning Assessment Scale (GAF), a tool completed by a psychiatrist. Results: The FAB self-administered questionnaire consists of 38 items divided into four areas: basic day-to-day activities, community-based activities, dimensions of the social environment, and internal dimensions of the person. Each item is assessed according to two rating scales: 1) the person's mode of functioning and its impact on health and well-being; 2) the degree of difficulty perceived. The FAB’s internal consistency was high (Cronbach’s alpha of 0.88 for scale 1 and 0.82 for scale 2). The FAB demonstrated very good to excellent test-retest reliability (ICC=0.92, 95% CI: 0.85-0.96). Both scales were moderately correlated with the GAF (r=0.48, p=0.003 and r=0.41, p=0.013) and strongly correlated with the WHODAS 2.0 (r=-0.70, p<0.001 for both scales). Conclusion: The FAB is a promising new questionnaire addressing functional dimensions affected by BPD. It can serve as a trigger for more in-depth discussion between persons with BPD and clinicians to identify targets for change in their daily functioning.

Plusieurs organisations font appel à l’évaluation de la personnalité, une pratique soutenue par la recherche, pour identifier les employés présentant les meilleures chances de succès en poste. Des inventaires de personnalité développés à l’étranger sont largement utilisés au Québec, mais peu d’information est généralement disponible concernant le processus d’adaptation utilisé pour produire une version française des instruments, ainsi que leurs propriétés métrologiques. Or, la traduction d’un instrument peut altérer l’équivalence entre ses versions linguistiques. Afin d’assurer une évaluation justifiée, éthique et professionnelle, un processus d’adaptation rigoureux doit être effectué et les propriétés métrologiques des outils doivent être vérifiées et présentées. Les méthodes d’identification du fonctionnement différentiel d’item (FDI) font partie de l’arsenal des moyens à la disposition des éditeurs et des chercheurs qui s’intéressent à la vérification des propriétés métrologiques d’instruments, suite à un processus d’adaptation. Ces méthodes permettent de détecter les items pouvant présenter une signification psychologique différente entre les groupes à l’étude. La présente étude vise à comparer les versions anglaise et française d’un inventaire de personnalité traduit et utilisé au Québec, en appliquant deux méthodes d’identification du FDI. Les profils de réponse ont été comparés entre 200 anglophones et 200 francophones ayant pris part à un contexte réel d’évaluation, pour un échantillon d’items de l’inventaire. Les résultats démontrent la présence de FDI auprès de l’outil, dans des proportions similaires à celles observées auprès d’autres inventaires de personnalité. Le FDI tend à se distribuer, en faveur des anglophones et des francophones, dans des proportions similaires. L’identification du FDI auprès d’un inventaire de personnalité à choix forcé au Québec constitue un apport original de la présente étude. Si la présence de FDI sur un item d’une paire ne se traduit pas nécessairement par un FDI sur l’autre item de la paire sur une question à choix forcé, l’étude des sources potentielles de FDI révèle certains cas où une telle « contamination » du FDI a pu se produire. La principale source de FDI identifiée a trait à des différences de contenu qui altèrent la signification et la connotation de l’item entre les groupes linguistiques. La révision de tels items pourra mener à une diminution du biais d’item et à une amélioration de l’équivalence entre les versions de l’outil. La présente thèse démontre la pertinence de l’utilisation des méthodes d’identification du FDI auprès d’inventaires de personnalité adaptés et utilisés au Québec, en complément des pratiques d’adaptations actuellement déployées, en plus de contribuer à la documentation et à l’amélioration continue des propriétés métrologiques d’un instrument utilisé comme support à la prise de décisions importantes dans les organisations.

Cette thèse étudie par trois modèles et une expérience les effets des interactions entre le réseau vert (basé sur la production primaire) et brun (basé sur la décomposition) sur le fonctionnement des écosystèmes. Trois interactions entre les deux réseaux sont étudiées: 1) les nutriments recyclés par tous les organismes couplent les réseaux verts et bruns par une relation de mutualisme/compétition entre les producteurs primaires et les décomposeurs; 2) les consommateurs généralistes se nourrissent de proies des deux réseaux trophiques et 3) les connexions spatiales par les consommateurs généralistes mobiles en haut des réseaux trophiques et les flux de nutriments et de détritus en bas. Les résultats montrent que ces interactions peuvent affecter le fonctionnement des écosystèmes y compris les cascades trophiques, la stabilité et l'importance relative de la chaîne verte et brune. Ces résultats conduisent à (1) de nouvelles perspectives sur la modélisation du fonctionnement des réseaux trophiques, (2) des prédictions originales, (3) des nouvelles interprétations de résultats empiriques, (4) des idées sur des différences fondamentales de fonctionnement entre types d’écosystèmes, (5) des prédictions sur la réponses des écosystèmes aux changements globaux. / This thesis studies through three models and an experiment the important effects of the interactions between the green (based on primary production) and brown (based on decomposition) food webs on ecosystem functioning. Three interactions between the two food webs are studied: 1) nutrients recycled from all organisms in the food web couple the green and brown food webs through mutualistic/competitive interaction between primary producers and decomposers; 2) generalist consumers feed on prey from both food webs; and 3) the spatial connections between the two food webs through mobile generalist consumers at the top and through nutrient and detritus fluxes at the bottom of the food webs. The results show that these interactions may affect the ecosystems functioning including trophic cascades, stability and the relative importance of green and brown food chains. These results lead to new (1) insights on the way to model food webs, (2) predictions on food web functioning, (3) interpretation of empirical results, (4) ideas to compare the functioning of different ecosystem types and (5) predictions on food web responses to global changes.