L'étude du comportement sous incendie des bétons a particulièrement pris son essor depuis des incendies répétés de tunnels comme celui sous la Manche ou du Mont-Blanc. La problématique de résistance au feu est essentielle puisque les éclatements qui peuvent accompagner la diminution de résistance du matériau sont de nature à fragiliser fortement les structures. Depuis plusieurs décennies, le domaine de la résistance au feu des bétons ordinaires et à hautes performances a été exploré tant expérimentalement que théoriquement. Cependant il existe des matériaux plus récents, que sont les bétons fibrés à ultra performances (BFUP), pour lesquels le phénomène d'instabilité thermique est accentué et dont le comportement mécanique à chaud n'a pas été beaucoup exploré. L'étude menée ici a pour vocation de s'intéresser à un BFUP particulier, le BCV®, fourni par l'entreprise Vicat. Les résultats exposés permettent de mieux comprendre l'efficacité des fibres de polypropylène face aux autres fibres synthétiques, grâce à une approche expérimentale originale complétée par une étude à l'échelle microscopique. Cette dernière est constituée de nombreuses analyses au microscope électronique à balayage ainsi que d'études de porosimétrie au mercure. Cette première phase est suivie d'un vaste programme de caractérisations mécaniques à chaud sur le BCV® à des températures variant de 20°C à 1100°C, essais peu courants pour ce genre de matériau. Ce travail contribue à la compréhension du comportement des BFUP à haute température, et montre que l'évolution avec la température de leurs caractéristiques mécaniques principales (résistance en flexion, résistance en compression et module d'élasticité) est assez semblable à celle des bétons ordinaires. Les résultats de cette étude contribuent à une meilleures connaissance du comportement à haute température des bétons fibrés à ultra performances. / Study of concrete behaviour under fire has really increased since the occurence of several fires in tunnels such as the Chunnel or the Mont-Blanc tunnel. Fire resistance of concrete is a very important subject because the possible spalling coupled with a decrease of the strength of the material can deeply weaken the structures. For decades the fire resistance field of ordinary concrete and high performance concrete was studied experimentally and theorically. However more recent materials such as ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC), for which spalling phenomenon is emphasized and whose high temperature mechanical behaviour has not been studied so much. The present study is aimed to study a particular UHPFRC, the BCV®, supplied by Vicat. The results enable to better understand the effenciency of polypropylene fibres compared to other synthetic fibres, thanks to an original experimental approach coupled with a study at the microscopic scale. The latter consists in various scanning electron microscope analysis and mercury intrusion porosimetry. This first part is followed by a wide number of experimental results which characterize the mechanical behaviour of BCV® for a range of temperatures from 20°C to 1100°C. Experiments in such testing conditions are not common for this material. The work achieved contributes to a better understanding of the high performance behaviour of UHPFRC. It reveals also that the evolution with temperature of main mechanical characteristics (bending strength, compression strength and Young Modulus) is really close to those of ordinary concretes. The results of this study contributes to a better knowledge of ultra-high performance fibre reinforced concrete under high temperature.

Cette thèse porte sur l’étude de la dynamique d’un film liquide mince soumis à une excitation normale à son interface. Cette situation donne lieu à des instabilités dites de Faraday qui, sous certaines conditions, conduisent à la formation de gouttes. Dans le contexte des systèmes d’injection assistée utilisés en propulsion aéronautique, il existe des situations pour lesquelles le courant gazeux n’est pas assez rapide pour éplucher efficacement le film de carburant. Dans ce cas, un forçage des instabilités de Faraday est envisageable pour produire des gouttes de caractéristiques en taille et en flux favorisant une combustion efficace. Dans cette thèse, on s’est intéressé à trois configurations : d’abord la configuration classique de Faraday : un liquide contenu dans un récipient vibrant donc sans écoulement liquide et sans cisaillement aérodynamique. Ensuite, on s’est intéressé à un film mince s’écoulant sur un plan incliné mais toujours en l’absence de cisaillement aérodynamique et enfin, un film mince s’écoulant sur un plan incliné en présence cette fois d’un cisaillement aérodynamique. Ces trois configurations ont été étudiées à travers trois out- ils : la stabilité linéaire, la simulation numérique directe à capture d’interface et l’approche expérimentale. Pour chaque configuration, les résultats donnés par les différents outils ont été comparés de manière conclusive. / This thesis focuses on the study of the dynamics of a thin liquid film subject to an excitation normal to its interface. This situation gives rise to so-called Faraday instabilities that, under certain conditions, lead to the formation of droplets. In the context of assisted injection systems used in aerospace propulsion, there are situations in which the gas stream is not fast enough to effectively peel the fuel film. In this case, Faraday instabilities can produce droplets promoting effective combustion. In this thesis, we are interested in three configurations: first conventional configuration of Faraday : a liquid in a container vibrating without liquid flow and without aerodynamic shear. Then, we focused on a thin film flowing down an inclined plane but always without aerodynamic shear and finally, a thin film flowing down an inclined plane, this time in the presence of an aerodynamic shear. These three configurations were studied through three tools : linear stability, direct numerical simulation with interface capture and experimental approach. For each configuration, satisfactory comparisons between the three different tools have been performed.

Le phénomène de dispersion/fragmentation du corium reste un des éléments les plus complexes et incertains de la modélisation d’un accident nucléaire. Afin de valider les modèles de sous-maille actuellement implémentés dans le logiciel MC3D (développé à l’IRSN), une expérimentation sans explosion de vapeur a été imaginée. Il s’agit d’un jet de métal liquide à bas point de fusion (métal de Field) interagissant avec de l’eau stagnante dans une cuve de large dimension. Cette thèse comporte deux volets ; le premier porte sur l’étude de la fragmentation dite secondaire d’une goutte isolée de métal de Field, à bas nombre de Weber. Dans ce but un dispositif expérimental GaLaD (générateur de goutte à la demande) a été conçu par nos soins. Cette partie a permis de faire une revue de littérature sur la fragmentation liquide-liquide, avec une comparaison quantitative de la fragmentation secondaire des gouttes uniques dans le cas liquide-liquide et dans le cas gaz-liquide. Le second volet concerne l’étude d’un jet de métal de Field, le dispositif GaLaD a pu être modifié de façon à pouvoir générer de petits jets de métal liquide dans l’eau. Les résultats obtenus ont permis une meilleure compréhension des phénomènes physiques mis en jeu avec un modèle d’entrainement diphasique pour modéliser le jet. Dans le cadre de cette thèse, un dispositif expérimental supplémentaire désigné par JaLaD est développé. Dans la suite, ce dispositif sera dédié à l’étude des jets dans l’eau et doit nous permettre de réinterpréter les données d’expériences classiques via de nouvelles mesures innovantes / The phenomenon of dispersion/fragmentation of corium remains one of the most complex and uncertain elements of nuclear accident modeling. In order to validate the sub-mesh models implemented in the MC3D software (developed by IRSN), an experiment without vapor explosion has been conceived. It consists of a low-melting liquid metal jet (Field metal) interacting with a stagnant water in a large tank. This thesis is divided into two parts ; the first one is related to the study of the so-called secondary fragmentation of an isolated drop of Field’s metal, for low Weber number. To this end, we designed an experimental device, GaLaD (drop-on-demand droplet generator). In this part, a literature review on liquid-liquid fragmentation is conducted with a quantitative comparison of the secondary fragmentation for a single drop in the liquid-liquid and the gas-liquid cases. The second part concerns the study of a jet of Field’s metal. For this purpose, GaLaD was modified, so as to be able to generate small jet of liquid metal in water. The obtained results allowed a better understanding of the physical phenomena involved in two-phase turbulent jet fragmentation. In the framework of this thesis, an additional experimental device designated by JaLaD is developed. Subsequently, this device will be dedicated to the study of metal jet in water and must allow us to reinterpret the data of classical experiments via new innovative measurement techniques

La recherche actuelle dans le domaine des pompes à induction électromagnétique s’oriente sur la question de l'instabilité MagnétoHydroDynamique (MHD) avec un intérêt particulier pour les régimes à haut nombre de Reynolds magnétique de glissement ( ). Notre étude se focalise sur les pompes à induction linéaires annulaires (ALIP) fonctionnant avec du sodium liquide. La thèse s’inscrit dans le contexte du programme français de recherche et développement de réacteur rapide en sodium de la GEN IV. Pour le démonstrateur ASTRID, l'utilisation d’une ALIP à haut débit dans les boucles de refroidissement secondaires est identifiée. Le CEA, a conçu, réalisé et exploitera la boucle PEMDYN, représentative d’instabilités MHD à hauts débits.Dans cette étude, la stabilité d'une ALIP idéale est abordée du point de vue théorique en se focalisant sur l'analyse de la stabilité linéaire. L'analyse a révélé que la forte amplification de la perturbation est attendue lorsque le seuil de stabilité convective est atteint. La théorie est soutenue par les résultats numériques et des expériences rapportées dans la littérature. Le fonctionnement stable et les moyens de stabilisation jouant avec deux fréquences dans le cas d'une ALIP idéale est discuté et les conditions nécessaires obtenues.Des modèles numériques détaillés de pompe plate à induction linéaire (FLIP) en tenant compte des phénomènes d'une véritable pompe sont développés. Une nouvelle technique de mesures du champ magnétique est introduite et les résultats expérimentaux démontrent un accord qualitatif avec des modèles numériques permettant de capturer tous les phénomènes principaux tels que l'oscillation du champ magnétique et les profils de vitesse perturbée. Ces résultats précisent les phénomènes d'instabilité MHD qui peuvent être rencontrés et peuvent être utilisés en tant que référence dans des études ultérieures. / The research explores the issue of magnetohydrodynamic (MHD) instability in electromagnetic induction pumps with focus on the regimes of high slip Reynolds magnetic number ( ) in Annular Linear Induction Pumps (ALIP) operating with liquid sodium. The context of the thesis is French GEN IV Sodium Fast Reactor research and development program for ASTRID in a framework of which the use of high discharge ALIP in the secondary cooling loops is being studied. CEA has designed, realized and will exploit PEMDYN facility, able to represent MHD instability in high discharge ALIP.In the thesis stability of an ideal ALIP is elaborated theoretically using linear stability analysis. Analysis revealed that strong amplification of perturbation is expected after convective stability threshold is reached. Theory is supported with numerical results and experiments reported in literature. Stable operation and stabilization technique operating with two frequencies in case of an ideal ALIP is discussed and necessary conditions derived.Detailed numerical models of flat linear induction pump (FLIP) taking into account effects of a real pump are developed. New technique of magnetic field measurements has been introduced and experimental results demonstrate a qualitative agreement with numerical models capturing all principal phenomena such as oscillation of magnetic field and perturbed velocity profiles. These results give significantly more profound insight in the phenomenon of MHD instability and can be used as a reference in further studies.

La stabilité d'un écoulement de couche limite sur une paroi verticale et d'un écoulement de canal entre deux parois verticales est étudiée en présence d'une stratification en densité. Des analyses de stabilité modale et non-modale sont conduites.Pour l'écoulement de couche limite sur une paroi verticale, l'analyse de stabilité temporelle est réalisé pour un profil de vitesse en tanh. Les caractéristiques sont décrites en fonction du nombre de Reynolds (Re) et du nombre de Froude (F). Je montre que l'écoulement de couche limite est sujet à l'instabilité visqueuse et à l'instabilité radiative qui conduisent respectivement à la formation d'ondes de Tollmien-Schlichting (TS) et à la génération spontanée d'ondes internes. Je montre que l'instabilité radiative diminue le nombre de Reynolds critique et domine l'instabilité visqueuse pour des grands nombres de Reynolds. L'instabilité radiative devrait donc être observable dans les expériences et les écoulements géophysiques atmosphériques ou océaniques. Pour l'écoulement de canal, je réalise une étude de stabilité temporelle ainsi qu'une étude des perturbations optimales en utilisant le profil de vitesse de Poiseuille. Comme pour l'écoulement de couche limite, je montre que l'instabilité visqueuse est dominée par une instabilité 3D associée à la stratification. Cette dernière affecte également la croissance transitoire des perturbations. Les deux mécanismes fondamentaux de croissance transitoire que sont les mécanismes de Orr et de ``lift-up'' sont toujours présents mais le mécanisme de lift-up est fortement atténuée par la stratification et rapidement dominée par la présence des instabilités 3D. / The stability of a boundary layer on a vertical wall and a channel flow between two vertical walls is studied in the presence of density stratification. Both modal and non-modal analysis are conducted in these studies. For the boundary layer on a vertical wall, a temporal stability analysis is performed for a tanh velocity profile. The characteristics are analysed as functions of the Reynolds number (Re) and the Froude number (F). The boundary layer is found to be unstable to viscous instability and radiative instability. The viscous instability can lead to Tollmien–Schlichting (TS) waves, and the radiative instability may generate internal gravity waves spontaneously. The radiative instability reduces the critical Re for instability. And for large Reynolds numbers, it dominates the viscous instability. Consequently, radiative instability may develop in experiments and various geophysical situations in the ocean and atmosphere.For the channel flow, we choose plane Poiseuille flow as a prototype. Both the exponential instability and transient growth are analysed. There are also two kinds of exponential instabilities, viscous instability and a 3D instability. The 3D instability influences the behaviour of the transient growth. The fundamental mechanisms in transient growth are the inclination of upstream tilting waves and the growth of streamwise vortices, which are referred to as Orr mechanism and lift-up mechanism. In the presence of stratification, the Orr mechanism is not affected while the lift-up mechanism is weakened. The combination of these two mechanisms is amplified by the influence of the 3D instabilities.

L'instabilité microsatellitaire (MSI) résulte d'une déficience du système de réparation des mésappariements de l'ADN. Cette instabilité est observée dans 10-15% des tumeurs chez l'Homme, incluant les cancers colorectaux (CCR) et de l'estomac (CG). En 2011, notre laboratoire a rapporté la mutation de la chaperonne HSP110 dans les CCR MSI. Cette mutation affecte un microsatellite intronique de 17 thymidines (T17), localisé au niveau de l'intron 8. Les grandes délétions somatiques du T17 (? 5 paires de bases), représentant 25% des CCR MSI, conduisent à l'inactivation complète de la chaperonne HSP110 dans les CCR MSI. De manière remarquable, ces grandes délétions sont prédictives chez les patients d'une excellente réponse à la chimiothérapie adjuvante. Au cours de ma thèse, mes travaux ont visé à étudier l'impact de la mutation d'HSP110 dans les tumeurs gastro-intestinales MSI. Mes résultats démontrent que la mutation du microsatellite T17 d'HSP110 a pour conséquence une diminution de la prolifération cellulaire en partie lié à la diminution de la phosphorylation du facteur de transcription STAT3. En outre, mes résultats suggèrent que cette mutation serait un facteur prédictif de survie chez les patients atteint de CG, indiquant le potentiel théranostique d'HSP110. Enfin, je propose une approche thérapeutique innovante pour les patients atteints de CCR MSI, basée sur la potentialisation de l'expression de transcrits mutants, codant pour des protéines délétères pour la cellule tumorale, à l'instar du dominant négatif HSP110DE9 résultant de la mutation d'HSP110 dont l'ARN semble être régulé par le système NMD (Nonsense-Mediated mRNA Decay). / Microsatellite instability (MSI) results from impaired DNA mismatch repair, being observed in 10-15% of frequent tumors in human, e.g. Colorectal (CRC), Gastric Cancers (GC) and others. In 2011, frequent somatic mutations of the HSP110 chaperone have been reported in MSI CRC by my lab, affecting a T17 intronic DNA repeat located in intron 8. Large (≥ 5 base pairs) bi-allelic somatic deletions of this DNA repeat in tumor DNAs, as observed in about 25% of MSI CRC, lead to complete inactivation of HSP110 by exon 9 skipping and sensitization of tumor cells to chemotherapy. These large deletions are predictive of improved response to adjuvant chemotherapy in CRC patients. During my PhD thesis, I further investigated the role of HSP110 in MSI tumors. My results demonstrate that HSP110 mutation leads to cell proliferation decrease through the reduction of STAT3 transcription factor phosphorylation in CRC tumors (Berthenet*, Bokhari*, et al., Oncogene 2016). Furthermore, I showed that HSP110 mutation is also frequently observed in MSI gastric cancer, leading to very similar pathophysiological consequences during tumor progression and improved patient’s survival independently from tumor stage (Cervera*, Lagrange*, Bokhari* et al., submitted). Finally, I worked on an innovative therapeutic approach that consisted in inhibiting the NMD (Nonsense-Mediated mRNA Decay) system, an ubiquitous process recognizing and degrading mRNAs containing premature termination codons (PTC). The inhibition of NMD leads to the expression of deleterious MSI-driven mutant transcripts such as the HSP110DE9, coding for a dominant negative mutant, derived from HSP110 mutation in MSI cancer cells.

Les hélicases sont des enzymes ubiquitaires catalysant la séparation de l’ADN double-brin et impliquées dans la réplication, la réparation de l’ADN et dans le maintien des télomères. Chez l’Homme, 3 hélicases présentent des mutations responsables de syndromes cliniques : WRN pour le syndrome de Werner, BLM pour le syndrome de Bloom et RECQL4 pour le syndrome de Rothmund-Thomson. Tous ces syndromes associent un vieillissement pathologique accéléré à un risque accru de développement de cancer notamment par une augmentation de l’instabilité génomique. Les connaissances sur les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans ces maladies du vieillissement sont encore très partielles, notamment en ce qui concerne le lien entre l’instabilité génomique et le vieillissement. Au cours de ce projet, l'utilisation de prélèvements sanguins et cutanés de patients atteints de ces pathologies rares a permis de générer des modèles de cellules souches pluripotentes induites (iPS). Ces cellules présentent l’avantage de s’auto-renouveler et de pouvoir théoriquement se différencier dans tous les types cellulaires d’un organisme. Parallèlement, un témoin de sénescence a été généré de la même manière avec des cellules d’un patient souffrant du syndrome de la progéria de Hutchinson-Gilford. Après caractérisation de ces cellules, nous avons identifié des ensembles de phénotypes cellulaires et moléculaires dans le but de récapituler in vitro les pathologies. Nous avons également engagé les cellules iPS dans des voies de différenciation proches des tissus atteints dans les pathologies in vivo. Enfin, nous avons étudié la stabilité génomique de ces lignées dans les différents types cellulaires cultivés. Ainsi nous avons observé que la lignée Bloom est le siège de recombinaisons particulièrement fréquentes et est caractérisée par une instabilité du génome dans tous les types cellulaires étudiés. Egalement, la lignée Werner semblerait se distinguer par une instabilité de ses télomères. Enfin, l’ensemble des lignées des pathologies du vieillissement prématuré présenterait un défaut mitochondrial. / Helicases process the double-stranded DNA dissociation. They are involved in replication, DNA repair and maintenance of telomeres. In human, 3 helicases display mutations responsible for clinical syndromes: WRN for the Werner syndrome, BLM for the Bloom syndrome and RECQL4 for the Rothmund-Thomson syndrome. All these diseases cause premature ageing and high risk of cancer. Molecular and cellular mechanisms involved in these diseases are not well defined. Particularly, little is known concerning the link between genomic instability and ageing. During this project, we used blood samples and skin biopsies of affected patients to generate models by reprogramming cells to induced pluripotent stem cells (iPSCs). These cells have the advantage of self-renewing and theoretically could be differentiated in all cell types. At the same time, an iPSC senescence control was performed from cells of a Hutchinson-Gilford Progeria syndrome patient. iPSCs were characterized for pluripotency. In the aim of recapitulate these pathologies in vitro, we identified sets of cellular and molecular phenotypes. We also engaged differentiation of iPSCs in cell pathways closed to the affected tissues in vivo. Finally, we studied the genomic stability of iPSCs and derived cells. We observed that Bloom cells are susceptible to frequent recombinations and are characterized by a genome instability through all studied cell types. Werner cells showed an instability of telomeres length. Finally, all premature ageing diseases displayed mitochondrial defects.

ING2 et ING3 (Inhibitor of Growth 2 and 3) sont des protéines suppressives de tumeurs appartenant à une famille de 5 protéines ING1 à ING5. Le travail de thèse a consisté à étudier l’implication des protéines ING2 et ING3 dans la réponse aux dommages à l’ADN. Les fonctions d’ING3 en tant que gène suppresseur de tumeur sont peu connues. L’étude principale a été d’analyser l’impact de l’inhibition d’ING3 sur la réponse aux cassures double brins de l’ADN. De plus, une étude antérieure de l’équipe a observé que l’inhibition de la protéine ING2 était associée à l’accumulation de H2AX, un marqueur des cassures double brins de l’ADN. Ainsi nous avons également cherché à savoir si ING2 pouvait jouer un rôle dans la signalisation et la réparation des cassures double brins de l’ADN. Nous montrons pour la première fois un rôle d’ING3 dans la signalisation et la réparation des cassures double brins. En effet, ING3 joue un rôle crucial dans la signalisation des cassures permettant la phosphorylation et l’activation de la kinase ATM. En accord avec ces fonctions, ING3 est impliquée dans la réparation des cassures double brins par NHEJ et HR ainsi que dans la recombinaison de classe des immunoglobulines. Nous avons également montré l’implication d’ING2 dans la réponse aux cassures double brins de l’ADN. En effet, ING2 est nécessaire pour le recrutement de la protéine médiatrice de la réponse aux dommages 53BP1. Nos travaux montrent que ING2 est nécessaire pour la réparation par le mécanisme de la NHEJ. L’étude de son implication dans le mécanisme de recombinaison de classe des immunoglobulines montre qu’ING2 est un acteur essentiel de la voie classique de la NHEJ. Ces travaux identifient, pour la première fois, une fonction de type « caretaker » pour ING3 dans la réponse aux cassures doubles brins. Nous montrons une nouvelle fonction de type « caretaker » pour ING2 qui joue un rôle dans la stabilité du génome via son implication dans la réponse aux cassures double brins de l’ADN. / ING2 and ING3 (Inhibitor of Growth 2 and 3) are tumor suppressor proteins belonging to the ING family (ING1 to ING5). The aim of my research project was to analyze the involvement of ING2 and ING3 proteins in response to DNA damages. The functions of ING3 as a tumor suppressor gene are little known. In the present study, we have investigated the impact of ING3 inhibition in response to DNA double strand breaks. Previous study in the lab showed . In addition, a previous study in the lab found that inhibition of ING2 protein is associated with the accumulation of H2AX, a marker of DNA double-strand breaks. Thus, we also demonstrate that ING2 plays a role in the signaling and repair of DNA double-strand breaks. In the present study, we describe for the first time the involvement of ING3 in the signaling and repair of DNA double-strand breaks. ING3 allowed the phosphorylation and activation of the ATM kinase and the repair of double strand breaks by NHEJ and HR as well as in immunoglobulin class switch recombination. We also show the involvement of ING2 in this process. Indeed, ING2 is necessary for 53BP1 recruitment in response to DNA damages and repair by the mechanism of NHEJ. ING2 was also an essential actor for the class switch recombination demonstrated that ING2 is an essential actor of the classical NHEJ pathway. This work identifies, for the first time, a "caretaker" function for ING3 in the response to DNA double strand breaks; and . We show a new caretaker function for ING2 that plays a role in the stability of the genome through its involvement in DNA damage response.

La polyploïdie se caractérise par une duplication du génome entier. Elle inhibe efficacement la prolifération cellulaire et joue pourtant un rôle clé dans les étapes précoces de la tumorigénèse. Comment est-elle capable de promouvoir une instabilité génétique dans les cellules cancéreuses est une question en suspens. J'ai établi un système modèle affectant la cytocinèse pour étudier les conséquences de la polyploïdie dans les cellules souches neuronales (CSN) et dans le disque imaginal de l'aile de drosophile. Les cellules polyploïdes du disque sont rapidement éliminées, les CSN polyploïdes continuent de proliférer. Les CSN polyploïdes sont caractérisées par une instabilité génétique précoce et deux facteurs en sont responsables: les erreurs mitotiques et des dommages à l'ADN. Ces dommages sont issus en partie de l'incapacité des cellules à restreindre leur progression dans le cycle cellulaire après une réplication incomplète de l'ADN. J'ai trouvé que de multiples domaines nucléaires au sein de la même CSN polyploïde pouvaient présenter une asynchronie de leur progression dans le cycle cellulaire. Les domaines nucléaires en retard dans leur progression sont les cibles des lésions à l'ADN au moment de l'entrée en mitose. Les lésions sont réduites après surexpression de Chk1, une kinase de la voie ATR de réponse aux dommages à l'ADN. De plus, la prolifération incontrôlée des CSN polyploïdes génétiquement instables est responsable de leur potentiel tumorigénique dans les essais de transplantation. Mes résultats montrent que la tolérance à la polyploïdie dépend du tissu et qu'une série d'événements contribue à l'instabilité génétique dans les CSN polyploïdes. / Polyploidy, which derives from whole-genome duplication events, is normally a potent inhibitor of cell proliferation, but plays important roles during the early steps of tumorigenesis. However, how the gain of multiple sets of chromosomes promotes the generation of unbalanced karyotypes typical of cancer cells remains to be investigated. Using a number of conditions that affect cytokinesis, I established a model system to study the consequences of polyploidy in the neural stem cells (NSCs) of Drosophila and in the wing disc (WD). Importantly, while polyploidy is rapidly eliminated from the WD, polyploid NSCs continue to proliferate. Polyploid NSCs are characterized by early-onset genetic instability and two sources account for the generation of unstable karyotypes: mitotic errors and high-levels of DNA damage. DNA damage in polyploid NSCs arises, at least in part, from the inability of polyploid cells to restrain cell cycle progression in response to incomplete DNA replication. Surprisingly, I found that multiple nuclear domains in the same polyploid NSC can exhibit asynchrony in cell cycle progression, with delayed nuclear domains experiencing acute DNA damage at mitotic entry. I show that DNA damage in polyploid NSCs can be reduced over-expressing Chk1, the main downstream kinase engaged by ATR in the DNA damage response. I also show that uncontrolled proliferation of genetically unstable polyploid NSCs holds tumorigenic potential in transplantation assays. Overall, my results show that the tolerance to polyploidy is tissue dependent and that a complex network of events contributes to the generation of unbalanced karyotypes in polyploid NSCs.

Les buts de cette thèse sont les suivants :préciser les critères de datation d’une lésion ligamentaire scapho-lunaire instable ;analyser l’apport de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) dans le diagnostic lésionnel des ligaments extrinsèques du carpe ;étudier l’apport de l’arthroscopie en particulier dans la classification de l’instabilité prédynamique scapho-lunaire et dans le testing des ligaments extrinsèques ;isoler une éventuelle nouvelle structure anatomique stabilisatrice du carpe ;et enfin évaluer à court terme les résultats de la capsulodèse à l’intercarpien dorsal selon Viegas. Trois critères arthroscopiques sont décrits et analysés statistiquement sur 100 arthroscopies, pour dater le traumatisme responsable d’une lésion ligamentaire instable du carpe. La turbidité du liquide synovial (T0 à T4), l’infiltration synoviale hémorragique (S0 à S2) et l’état du cartilage (C0 à C4) sont corrélés au délai post-traumatique. La turbidité et l’infiltration synoviale hémorragique sont les plus significatives (p < 0.001). La corrélation entre le grade de chondropathie et le délai post-traumatique est également significative (p < 0.01). L’infiltration synoviale est le caractère prédictif le plus puissant. La combinaison des trois critères renforce la prédictibilité. Il est dès lors possible de confirmer l’anamnèse, de préciser s’il s’agit d’une lésion instable aiguë ou subaiguë (moins de six semaines), ou chronique récente (six semaines à trois mois) ou chronique ancienne (plus de trois mois), ou encore de documenter un état antérieur inconnu du patient. Les ligaments extrinsèques du poignet peuvent être examinés de façon précise par IRM. Deux études, l’une sur poignets indemnes, l’autre rétrospective sur poignets pathologiques, ont permis de préciser le système d’imagerie et le mode d’utilisation les plus efficaces dans l’examen de ces ligaments. L’analyse de ces structures anatomiques fines aux directions obliques et courbes est optimalisée par l’utilisation d’un appareil de résonance magnétique à haute résolution, et par des séquences spécifiques permettant l’obtention de coupes infra-millimétriques. La reconnaissance des ligaments extrinsèques est améliorée par l’injection intra-articulaire ou intraveineuse de produit de contraste. Les découvertes de l’IRM sont corrélées aux informations cliniques et à l’arthroscopie. Les deux études montrent l’intérêt de l’IRM à haute résolution pour déterminer précisément la localisation, la dimension et l’étendue des lésions des ligaments extrinsèques dorsaux et palmaires radio-carpiens et ulno-carpiens impliqués dans le carpe. L’expérience future et des corrélations IRM/arthroscopie sont nécessaires pour définir la place de l’imagerie par résonance magnétique dans la mise au point des patients présentant des lésions traumatiques du poignet. La classification de l’European Wrist Arthrosocpy Society (EWAS) ordonne l’instabilité arthroscopique scapho-lunaire en quatre stades selon l’importance de l’ouverture de l’interligne scapho-lunaire. Elle précise le stade III de la classification de Geissler en distinguant l’élargissement du côté palmaire (IIIa), celui du côté dorsal (IIIb) ou l’élargissement complet (IIIc). Une étude arthroscopique cadavérique a précisé l’implication lésionnelle des ligaments extrinsèques sur le type d’instabilité scapho-lunaire. Quatre séries de coupes séquentielles ont été réalisées, distinguant deux groupes (selon des sections de ligaments palmaires ou dorsaux). La série est courte et l’analyse statistique n’est pas significative, mais il existe des tendances :la section des parties palmaire et intermédiaire du ligament interosseux scapho-lunaire (SLIOL) et des ligaments extrinsèques palmaires (radio-scapho-capitatum RSC) et radio-lunaire long (LRL)) cause un élargissement arthroscopique palmaire ( stade IIIa) ;la section supplémentaire de la partie dorsale du SLIOL aggrave l’instabilité arthroscopique (stade IIIc) sans aucune modification radiologique. La section combinée de la partie dorsale du SLIOL et du ligament intercarpien dorsal (DIC) produit un élargissement arthroscopique dorsal (stade IIIb) ;la section supplémentaire de la partie palmaire du SLIOL aggrave l’instabilité arthroscopique ( stade IIIc ) sans modification radiologique. La section combinée de tout le SLIOL, des extrinsèques palmaires et du DIC induit une instabilité arthroscopique (stade IV) et des modifi cations radiologiques. Lorsque tout le SLIOL est sectionné, il est nécessaire de sectionner au moins un ligament palmaire et un ligament dorsal extrinsèque pour obtenir un stade IV. Une méthode systématique de testing arthroscopique des ligaments extrinsèques du carpe est décrite. La plupart des ligaments extrinsèques du carpe sont accessibles à la palpation de leur portion endoarticulaire (RSC, LRL, radio-lunaire court (SRL), ulno-lunaire (UL), ulno-triquetral (UL), radiocarpien dorsal (RCD), triquétro-capitatum (TC), scapho-trapézien (ST), DIC). Une majorité d’entre eux peut être examinée en vision directe par portes arthroscopiques dorsales ou ulnaire. Une gradation lésionnelle de ces ligaments extrinsèques est décrite en fonction de la tension et de la continuité de leurs fibres. Le septum capsulo-scapho-lunaire dorsal (DCSS) est un épaississement capsulaire dorsal qui relie le rebord dorsal de la crête articulaire carpienne du radius, se dirige distalement et s’insère sur la partie dorsale du ligament interosseux scapho-lunaire, sur le scaphoïde et sur le lunatum. Une étude athroscopique cadavérique a montré que la section sélective du DCSS produisait une dissociation arthroscopique scapho-lunaire constante mais aucune modification radiologique du carpe. Elle a permis de conclure que le DCSS joue un rôle de stabilisateur scapho-lunaire dont la lésion entraîne une instabilité prédynamique. L’étude clinique présentée compare les données préopératoires et postopératoires de vingt-cinq poignets opérés de capsulodèse à l’intercarpien dorsal selon Viegas entre 2006 et 2010. Il s’agit d’une capsulodèse réalisée à ciel ouvert qui semble respecter l’isométrie ligamentaire du poignet. Tous les patients ont été évalués arthroscopiquement avant de bénéficier du geste. La laxité scapho-lunaire correspondait dans trois cas à une laxité grade 2 de Geissler, dans seize cas à une laxité grade 3 et dans six cas à une laxité grade 4. Le recul moyen était de 20 mois (13 – 45 mois). L’évaluation clinique au dernier recul a noté une mobilité en arc de flexion extension de 109° et en inclinaison radio-ulnaire de 66°. La force de poigne était de 27,9 kgf. La douleur à l’EVA était à 2,7 et le score PRWE de 43,8. Radiographiquement, le diastasis scapho-lunaire de face a été mesuré à 1,88mm, l’angle scapho-lunaire à 54°. Le recul est évidemment trop court pour estimer la pérennité de l’efficacité de cette capsulodèse. A la revue, le patient avait repris toutes ses activités sans symptomatologie dans onze cas, avec inconfort dans neuf ou présentait une certaine incapacité dans trois cas. Sur ces trois mauvais résultats, deux ont évolué vers l’arthrose et ont été repris. L’instabilité scapho-lunaire, qu’elle soit aiguë ou chronique, reste une problématique difficile. Il faut informer les soignants de première ligne mais aussi la population sur l’évolution sournoise de certaines entorses :retour à l’indolence en quelques mois mais décompensation silencieuse et arthrose invalidante et handicapante après quelques années ou décennies. Le patient victime d’une entorse du poignet est en droit d’obtenir en urgence un traitement adapté qui peut éviter plus tard une catastrophe professionnelle et/ou sociale. Des critères diagnostiques sont désormais disponibles pour dater le traumatisme responsable de l’entorse et donner l’âge de l’instabilité. L’embrochage articulaire en période traumatique aiguë (ou subaiguë) permet d’obtenir une cicatrisation anatomique et stable des lésions ligamentaires. La stabilité scapho-lunaire paraît donc dépendre de l’intégrité non seulement du ligament interosseux (SLIOL) mais également des ligaments extrinsèques palmaires et dorsaux et des attaches capsulaires dont certaines comme le DCSS peuvent être différenciées en véritables structures anatomiques. Il s’agit là d’un véritable complexe scapho-lunaire (CSL) dont l’atteinte des composants peut être documentée par l’imagerie et le caractère instable précisé par l’arthroscopie. L’imagerie progresse. L’arthroscanner reste le golden standard de l’évaluation radiologique des ligaments interosseux. L’arthro IRM permet d’investiguer les ligaments extrinsèques du carpe et de documenter leurs lésions. L’arthroscopie donne une approche différente des structures stabilisatrices du carpe et en particulier des composantes du CSL par rapport aux méthodes diagnostiques conventionnelles d’imagerie. L’étude morphologique des ligaments interosseux et extrinsèques reste limitée à la surface des portions strictement intra-articulaires, mais l’analyse peut se compléter par un testing précis et spécifique de chaque ligament. Une nouvelle classification de l’instabilité scapho-lunaire prédynamique permet d’orienter le diagnostic des lésions ligamentaires extrinsèques associées. Des études de corrélations clinico-radio-arthroscopiques pourraient participer à l’évaluation de tests cliniques spécifi ques des éléments constitutifs du complexe scapho-lunaire. La capsulodèse dorsale selon Viegas qui renforce la partie dorsale du ligament interosseux scapho-lunaire reconstruit également le septum capsuloligamentaire dorsal. Elle améliore à court terme l’instabilité scapho-lunaire. <p><p><p>The goals of this thesis are to determine the criteria for dating an unstable scapholunate ligament tear; to assess the use of magnetic resonance imaging (MRI) for the diagnosis of lesions of the extrinsic ligaments; to study the use of arthroscopy particularly for predynamic scapholunate instability and the testing of extrinsic ligaments; to possibly describe a new anatomical structure of carpal stabilisation; and finally, to evaluate with short follow-up the results of Viegas’s capsulodesis. Three arthroscopic criteria for dating wrist trauma causing unstable carpal ligament lesion are described and recorded in 100 arthroscopies, then subjected to statistical analysis. The turbidity of synovial fluid (T0 to T4), the hemorrhagic synovial infiltration (S0 to S2) and the state of the cartilage (C0 to C4) are correlated to the duration post trauma. The turbidity and the haemorrhagic synovial infi ltration are the most significant predictive criteria (p < 0.001). The correlation between the degree of chondropathy and posttraumatic delay is also significant (p < 0.01). The synovial infiltration has the most predictive value. The combination of three criteria increases predictivity. It is then possible to confirm the history, to determine whether it is an acute or subacute (less than 6 weeks) unstable lesion, recent chronic (6 weeks to 3 months) or old chronic (more than 3 months), or to record a pre-existing lesion. The extrinsic ligaments of the wrist can be accurately assessed by MRI scan. Two retrospective studies specified the image system and the most efficient procedure to investigate these ligaments. Imaging of these thin structures with an oblique and curved course is better performed using a three-dimensional MRI with high resolution and specific sequences with infra-millimetric cuts. The visualisation of pathologic extrinsic ligaments is improved with MRI arthrography or use of contrast. The MRI findings are correlated to clinical and arthroscopic findings. Both studies showed the benefit of high-resolution MRI to determine the site, dimensions and extent of the extrinsic ligamentous lesions of the carpus. Further study and correlations of MRI with arthroscopy are necessary to determine the exact place of MRI in the management of wrist sprains. The European Wrist Arthroscopy Society (EWAS) sequence classifies the arthroscopic scapholunate instability in four stages according to the scapholunate gap.It divides the stage III of Geissler’s classification into volar widening (IIIa), dorsal widening (IIIb) and complete widening (IIIc). An arthroscopic cadaveric study was done to describe the impact of extrinsic ligament lesions on the type of scapholunate instability. Four sequential series of cuts were performed, distinguishing two different groups: volar ligament cuts and dorsal cuts. The series is small and the statistical analysis is not significant, however, a pattern emerged: cutting the volar and proximal scapholunate interosseous ligament (SLIOL) with the radioscapholunate ligament (RSL) and long radiolunate ligament (LRL) provoked a stage IIIA instability. The additional sectioning of the dorsal SLIOL increased the arthroscopic instability (stage IIIC) with no radiological change. Cutting the dorsal SLIOL with dorsal intercarpal ligament (DIC) provoked a dorsal arthroscopic scapholunate gap (stage IIIb); the additional sectioning of all SLIOL, volar extrinsic ligament and DIC caused an arthroscopic instability (stage IV) as well as radiologic changes. In addition to complete SLIOL sectioning, the section of at least one volar ligament and one dorsal ligament was required to cause a stage IV. A systematic method of arthroscopic testing of extrinsic carpal ligaments is described. Most extrinsic ligaments are accessible to the palpation of their intraarticular part (RSC, LRL, short radiolunate (SRL), ulnolunate (UL), ulnotriquetral (UL), dorsal radiocarpal (RCD), triquetrocapitate (TC), scaphotrapezial (ST), and DIC)). They can be almost all be directly viewed through dorsal or ulnar portals. A classification of extrinsic ligament lesions is described according to the tension and the continuity of the fibres. The dorsal capsuloligamentous scapholunate septum (DCSS) is a thickening of the dorsal capsule, the dorsal intercarpal ligament (DIC), and the scapholunate interosseous ligament (SLIOL) with attachments to scaphoid and lunate. An arthroscopic and fluoroscopic study has shown that the selective cutting of DCSS provoked a constant arthroscopic scapholunate change but no radiologic change. This structure appears to play a role in the stability of the scapholunate joint. The preoperative and postoperative findings of 25 patients operated using the open Viegas’ capsulodesis between 2006 and 2010 were compared. Before the procedure, the Geissler’s laxity grade was determined using arthroscopy for all patients: three cases had a grade 2, 16 cases with a grade 3 and six cases a grade 4. The mean follow-up was 20 months (13 to 45). The last clinical evaluation showed a flexion-extension range of 109° and a range of inclination of 66°. The grip strength was 27.9kgf on average; the EVA 2.7 and the PRWE score 43.8. On X-ray, the scapholunate gap was 1.88 mm on average and the scapho-lunate angle, 54°. The follow up is obviously too short to appreciate the radiological improvement following this capsulodesis. At final review, the patients returned to all activities without symptom in 11 cases, with disconfort in nine cases, difficulties in two cases and with disability in three cases. Among these three bad results, two were re-operated fore degenerative arthritis. Scapholunate instability whether acute or chronic remains a difficult problem. Firstline carers and the general population should be informed about the progressive deterioration of some tears: return to a pain free status after a few months but silent collapse and disabling osteoarthritis after a few decades. The patient suffering from a wrist sprain is entitled to appropriate emergency treatment, which can avoid later professional and/or social disability. Diagnostic criteria are now available to date the causative trauma and to determine the age of the instable lesion. K-wire fixation in the acute or subacute phase can achieve anatomic and stable scarring of a ligament injury. Scapholunate stability depends not only on the integrity of the interosseous ligament (SLIOL) but also on extrinsic volar and dorsal ligaments and capsular attachments. Some of them, like the DCSS, are real anatomical structures. They constitute a true scapholunate complex (SLC). A lesion of any of its components can be documented using X-ray and the resulting instability with the arthroscopy. Imaging technology is in continuous progress. CT Arthrography remains the golden standard for assessment of the interosseous ligaments. MRI arthrography can show lesions of the extrinsic carpal ligaments. Arthroscopy offers a different approach to stabilizers of the carpus and particularly to the components of SLC compared to conventional imaging methods. Morphological study of the extrinsic and interosseous ligaments is limited to the surface of their intraarticular portions, but the analysis can be enhanced by accurate and specific assessment of each ligament. A new classification of predynamic arthroscopic scapholunate instability can help diagnose associated extrinsic ligament injuries. Clinical, radiological and arthroscopic correlations can help to develop clinical tests for SLC components. Symptomatic reducible chronic scapholunate instability can be improved by dorsal capsulodesis. Strengthening the dorsal part of SLIOL according. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished