Cette thèse porte sur l’étude des ouvertures architecturées et de leurs fonctions, leurs rapports avec l’éclairage et les types d’édifices étudiés, qu’ils soient publics ou religieux, dans le monde grec égéen. En effet, il n’y a eu que très peu d’études générales sur les fenêtres et autres modes d’éclairage, dont l’importance se voit à travers la multitude de formes employées, et les prouesses architecturales qui ont permis de réaliser certaines d’entre elles. Cette thèse s’attache à démontrer qu’au-delà de l’éclairage, de nombreuses fonctions et dimensions supplémentaires peuvent être accordées aux ouvertures architecturées, et tente de déterminer quelle place a la lumière naturelle – par rapport à l’éclairage artificiel lorsque cela est possible – et surtout si l’éclairage prédomine sur l’architecture, ou inversement. Pour cela, la forme et la fonction des édifices sont mises en corrélation avec cette dualité fenêtre/éclairage. Cette analyse globale s’effectue également au niveau géographique et chronologique, afin de discerner ou non des particularités régionales et des modes ou influences, la période s’étalant de l’époque archaïque à la naissance de l’Empire romain, et le cadre géographique se bornant à la Grèce égéenne. Les disciplines concernées sont variées : l’architecture bien sûr, mais également l’épigraphie, les comptes et inventaires permettant de faire un bon recensement des ouvertures, les fenêtres étant considérées comme du mobilier, au même titre que les portes. Ainsi les montants de ces fenêtres, ainsi que les charpentes dans le cas d’ouvertures zénithales, sont nommés. Les textes relatant une construction ou des réfections sont également très importants. Quant aux auteurs antiques, ils nous donnent parfois quelques indications, notamment lorsqu’ils relatent un culte ou une visite de monuments, en particulier Pausanias, même si les détails manquent souvent. Les représentations artistiques, notamment peintures sur céramique ou peintures murales, ainsi que les monnaies, sont également de bons indicateurs et permettent une vision globale de la notion d’éclairage et de son importance dans des édifices aussi divers que des temples ou des portiques. / This PhD is about the study of the architectural openings and their functions, their relations with the lightening and the types of the studied monuments, publics, half-private or religious, in the Aegean Greek world. Indeed, there are few general studies based on the windows and other lightening way, which the importance is visible with the great quantity of different employed forms, and the architectural feats that allowed realizing some of there. This thesis wants to show that beyond the lightening, a lot of others functions and dimensions can be accorded to the architectural openings, and try to determine what is the place of the natural light - in comparison of the artificial lightening when it is possible - and above all if the lightening predominates on the architecture, or inversely. For that, form and function of the buildings are in correlation with this duality window/lightening. Moreover, this global analysis occurs at a chronological and geographical level, in order to find or not regional particularities and trends or influences. The study period runs until archaic period to the born of the Roman Empire, the geographical setting concerns the Aegean Greece. The concerned disciplines are varied: the architecture of course, but also epigraphy, counts and inventories helping to do a good census report of the openings like doors. Thus, uprights of these windows, as well as frameworks for zenithal openings, are named. Texts relating constructions or repairing are very important too. As for the ancient authors, they sometimes give some indications, notably when they write about a cult or a building visit, in particular Pausanias, even details often lack. Furthermore, the artistic representations, as paint on pottery or on walls, and coins, are good indicators. We can have with them a global vision of the lightening notion and its importance in very different types of buildings like temples or porticoes.

La présente thèse a pour objectif d'analyser la lumière structurée non-classique et ses caractéristiques. L'optique quantique et la lumière structurée sont deux sujets qui font l'objet d'examens nombreux. Ils sont néanmoins rarement examinés en combinaison. Les propriétés quantiques de la lumière structurée sont moins bien étudiées qu'ils devraient l'être. Par la lumière structurée nous entendons les champs lumineux qui montrent une structure transverse complexe de l'intensité, la phase ou la polarisation. Nous voulons lier les deux sujets de l'optique quantique et la lumière structurée dans la présente thèse. Dans ce but, nous générons expérimentalement des champs lumineux structurés non-classiques. En particulier, nous réalisons une expérience qui permet de générer des faisceaux vectoriels vectoriels - c'est-à-dire des faisceaux lumineux dont l'état de polarisation présente une structure transverse complexe - qui montrent une réduction du bruit quantique. En outre, nous étudions théoriquement les propriétés spatiales de faisceaux lumineux, ainsi que leur bruit. Plus spécifiquement, nous analysons l'incertitude quantique dans la largeur d'un faisceau lumineux. Pour prouver la faisabilité de la vérification expérimentales de nos résultats théoriques, nous réalisons des simulations pour la mesure de paramètres spatiales utilisant un détecteur mulitpixels. / This thesis aims at learning more about nonclassical structured light. Quantum optics and structured light are two topics that are subject to countless scientific examinations. However, they are very rarely combined and the quantum properties of structured light are not as thoroughly studied as they deserve. By structured light, we mean any light fields with complex transverse distributions of intensity, phase or polarization. We want to link the topics of quantum optics and structured light in this thesis. For this purpose, we experimentally generate particular nonclassical structured light fields. In particular, we construct an experimental setup that enables us, in principle, to produce arbitrary amplitude squeezed vector beams, i.e. light beams with a complex transverse structure of the state of polarization. Furthermore, we analyze spatial properties of light beams, and their quantum noise theoretically. We specifically perform theoretical examinations of the quantum noise in the width of a light beam. To show the feasibility of an experimental verification of our theoretical results, we conduct simulations for the measurement of spatial parameters of a beam's cross-section by a multipixel detector.

Le modèle standard de la cosmologie est fondé sur les hypothèses d'homogénéité et d'isotropie de l'Univers. Pour interpréter la plupart des observations, ces deux hypothèses sont appliquées de façon stricte ; l’objectif principal de cette thèse a été d'évaluer leur pertinence, en particulier lorsque de très petites échelles sont mises en jeu. Après une revue détaillée des lois de l'optique géométrique en espace-temps courbe, on propose une analyse exhaustive de la propagation de la lumière à travers des modèles cosmologiques « en gruyère », modélisant le caractère grumeleux de l'Univers. L'impact sur l'interprétation du diagramme de Hubble s'avère être faible, en particulier grâce à la constante cosmologique. Lorsqu'appliquées aux données actuelles issues de l'observation de supernovae, les corrections associées tendent à améliorer l'accord entre les paramètre cosmologiques mesurés à partir du diagramme de Hubble et du fond diffus cosmologique. Ceci suggère que la précision des observations cosmologiques atteinte aujourd'hui ne permet plus de négliger l'effet des petites structures sur la propagation de lumière à travers le cosmos. Un tel constat a motivé le développement d'un nouveau cadre théorique, inspiré de la physique statistique, visant à décrire ces effets avec précision. Quant à l'hypothèse d'isotropie, cette thèse aborde d'une part les conséquences potentielles d'une anisotropie cosmique sur la propagation de la lumière, en résolvant les équation de l'optique géométrique dans l'espace-temps de Bianchi I. D'autre part, on y analyse une classe de sources d'anisotropie, à savoir les modèles scalaire-vecteur. / The standard model of cosmology is based on the hypothesis that the Universe is spatially homogeneous and isotropic. When interpreting most observations, this cosmological principle is applied stricto sensu ; the main goal of the present thesis was to evaluate how reliable this assumption is, especially when small scales are at stake. After having reviewed the laws of geometric optics in curved spacetime, and the standard interpretation of cosmological observables, the dissertation reports a comprehensive analysis of light propagation in Swiss-cheese models, designed to capture the clumpy character of the Universe. The resulting impact on the interpretation of the Hubble diagram is quantified, and shown to be relatively small, thanks to the cosmological constant. When applied to current supernova data, the associated corrections tend to improve the agreement between the cosmological parameters inferred from the Hubble diagram and from the cosmic microwave background. This is a hint that the effect of small-scale structures on light propagation may become non-negligible in the era of precision cosmology. This motivated the development of a new theoretical framework, based on stochastic processes, which aims at describing small-scale lensing with a better accuracy. Regarding the isotropy side of the cosmological principle, this dissertation addresses, on the one hand, the potential effect of a large-scale anisotropy on light propagation, by solving the equations of geometric optics in the Bianchi I spacetime. On the other hand, possible sources of such an anisotropy, namely scalar-vector models for inflation or dark energy, are analysed.

Ces dernières années, des avancées considérables ont été obtenues dans le domaine des capteurs à fibres optiques, principalement grâce à l’élan des applications industrielles, de plus en plus diverses et nombreuses (monitoring de structures, surveillance, environnement, applications médicales, ….). Cette thèse concerne le domaine des antennes acoustiques SONAR en technologie « tout-optique » Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l’étude d’un capteur de contrainte longitudinale à fibre optique. La modulation de phase optique induite par la contrainte est démodulée par un interféromètre adaptatif basé sur le principe de l’holographie dynamique. Cet interféromètre permet, par essence, (i) le filtrage des perturbations basse fréquence de l’environnement, (ii) un fonctionnement en régime linéaire (iii) la démodulation d’un front d’onde complexe, type speckle issu d’une fibre optique multimode. L’holographie dynamique repose sur l’interaction entre deux ondes optiques dans un milieu non-linéaire. Pour notre application, le milieu non-linéaire retenu est un modulateur spatial de lumière adressé optiquement (OASLM) à 1,55 μm. Nous présentons tout d’abord nos travaux de conception, réalisation et caractérisation de l’interféromètre adaptatif. Nous démontrons ensuite un capteur de contrainte à fibre optique basé sur cet interféromètre. Nous étudions également l’augmentation de sensibilité du capteur par l’utilisation d’une fibre optique multimode. Nous discutons finalement nos résultats et le potentiel de la technologie étudiée au regard de l’application visée. / Fiber optic sensors are a key technology for future developments with a large field of applications ranging from structure health monitoring to medical applications. Due to its high compactness, its electromagnetic immunity and the low transmission losses in the telecom window, optical fibers are very promising for underwater acoustic waves detection. We present a method relying on adaptive holographic interferometry based on two beam coupling in an optically addressed spatial light modulator (OASLM). This method allows filtering the slow phase perturbations coming from the environment directly on the sensing optical fiber. In this work, we will first introduce the OASLM operating at 1,55 μm that we have manufactured and the realization of an adaptive holographic interferometer based on this component. Moreover, we will show that it is possible to associate this demodulation method with a multimode optical fiber to reach a better sensitivity. Finally, we will focus on sensors architectures to evaluate the benefit of this technology compared to conventional techniques.

L'hyperuniformité est un concept relativement récent, utilisé afin de comprendre et de prédire les propriétés photoniques de matériaux désordonnés. Motivés par la perspective de fabriquer des systèmes hyperuniformes désordonnés au moyen d'un processuss pouvant etre reproduit a une échelle industrielle, nous forcons de facon périodique une suspension de sphères colloidales a travers des cycles de sédimentation inversée. La caractérisation de la dynamique et de la structure du système implique differentes techniques adaptées a la taille des particules et aux propriétés de la suspension. Nous analysons la pertinence de chaque technique quant a l'évaluation de l'hyperuniformité d'un système. Nous détectons et suivons des particles de borosilice de facon individuelle afin de caractériser leurs propriétés dynamiques. Nous trouvons une forte anisotropie dans la dynamique de ces suspensions, ainsi qu'une transition dynamique a un temps d'attente caractéristique. L'anisotropie peut etre annulée en introduisant une nouvelle direction de sédimentation. La dynamique de suspensions de particules de silice est examinée via une technique appelée Differential Dynamic Microscopy. Nous observons une augmentation du coefficient de diffusion des particules a un temps d'attente caractéristique, dépendant du temps d'attente. Finalement, nous étudions la structure de ces suspensions a travers la diffusion statique de la lumière aux angles faibles. Nous observons un changement du facteur de structure des suspensions, au meme temps caractéristique mesuré en Differential Dynamic Microscopy. / Hyperuniformity is a relatively recent concept that has been increasingly used to understand and predict the photonic properties of disordered materials. Motivated by the perspective of generating disordered hyperuniform system through a new and scalable process; we periodically drive three-dimensional suspensions of colloidal spheres through reversed cycles of sedimentation. The size of colloids chosen is kept to a micrometric scale to keep a focus on potential application in photonics. The characterization of the dynamics and structure of the system involves different techniques, adapted to the nature and properties of the particles and the suspending media. The extent to which each of these techniques can provide information about the hyperuniformity of the system is assessed. We use particle tracking to study the dynamics of the suspensions of borosilicate particles. We find a strong anisotropy in the suspensions dynamics, as well as a dynamical transition at a characteristic wait time. This anisotropy can be cancelled by allowing another sedimentation direction in the system. The dynamics of the suspensions of the silica particles are examined using Differential Dynamic Microscopy. We observe an increase of the diffusion coefficient of the particles at a characteristic wait time that is concentration-dependent. We then investigate the structure of these suspensions through Low Angle Static Light Scattering. We observe a change in the structure factor of the suspensions, which occurs at the same characteristic wait time measured through Differential Dynamic Microscopy.

Les microalgues du phytoplancton sont exposées à des variations fréquentes et rapides de la qualité et de l'intensité spectrale en milieu marin. On peut donc supposer qu'il existe des mécanismes de photoperception spécifiques aux microalgues, différents de ceux identifiés chez les organismes terrestres. L'importance de l'horloge circadienne dans la transmission de l'information lumineuse et notamment la photopériode a largement été caractérisée chez plusieurs organismes modèles terrestres. Le principal objectif de ma thèse était d'étudier les régulations des gènes de l'horloge en réponse à la lumière, chez la microalgue Ostreococcus tauri. Le développement récent des techniques de génomique fonctionnelle chez cette microalgue eucaryote l'a promue comme un nouvel organisme modèle pour l'étude de mécanismes complexes tels que horloge circadienne. Mon étude s'est focalisée sur la caractérisation d'une voie de signalisation de type système à deux composants susceptible de transmettre le signal lumineux vers l'oscillateur central de l'horloge. J'ai étudié les régulations des principaux acteurs de l'horloge d'Ostreococcus par la lumière, et en particulier celles du gène TOC1. J'ai aussi caractérisé la protéine LOV-HK, un nouveau type de photorécepteur à la lumière bleue chez les eucaryotes, dont l'activité est requise pour le bon fonctionnement de l'horloge d'Ostreococcus. L'importance des régulations transcriptionnelles de TOC1 et de LOV-HK, ainsi que leurs fonctions dans l'oscillateur central ont été abordées par l'utilisation d'un promoteur inductible. Enfin, j'ai montré que LOV-HK et plus globalement l'horloge régulent la croissance cellulaire et la biomasse, démontrant leur rôle central dans le contrôle de la physiologie d'Ostreococcus tauri. / Light quality and intensity change frequently in the water column. Therefore marine microalgae are exposed to large changes in light spectrum. Photoperception mechanisms in microalgae are expected to differ from those of land plants since the marine environment has unique properties of light transmission. The focus of my PhD project concerns two mains topics, circadian clock regulation and photoperception in the microalga Ostreococcus tauri. In recent years, O. tauri has emerged as a promising model organism using functional genomics approaches to study complex processes such as the circadian clock regulations. My study was focused on the involvement of a two components system in light transmission to the circadian clock of Ostreococcus. I have studied the molecular mechanisms underlying the regulation of the core clock component TOC1. I have also characterized a novel eukaryotic blue light photoreceptor called LOV-HK, which regulates circadian clock function in Ostreococcus. Using an inducible promoter system to modulate the levels of TOC1 and LOV-HK, I have analyzed the importance of their transcriptional regulations in the clock. Finally, I have shown that LOV-HK and more generally the circadian clock, regulates cell growth and biomass in Ostreococcus tauri.

Dans cette thèse nous évaluons la concentration optique sur cellules photovoltaïques micrométriques et nanométriques sans système de suivi de Soleil. Cette étude a deux objectifs principaux. La première partie est dédiée à l’évaluation de la faisabilité de la concentration optique sur des microcellules à base de Cu(In,Ga)Se2 via un concentrateur luminescent (LSC). Le LSC est bas-coût, concentre la lumière directe et diffuse, et est non imageant, ce qui très avantageux pour la concentration sur microcellules. Néanmoins, la sensibilité extrême aux non-idéalités explique la différence entre les performances théoriques et expérimentales. Un code de simulation est développé pour analyser ce système et ses mécanismes de perte. Un nouveau formalisme basé sur des données statistiques est proposé pour décrire les propriétés du LSC. Le couplage LSC/microcellules est effectué expérimentalement et des pistes d’amélioration explorées. La seconde partie tire profit de la fonction de conversion spectrale des LSC et développe un nouveau concept de nano-antenne photovoltaïque mono-résonant à base d’InP. Des simulations optiques montrent qu’un rendement de conversion de 10.7% peut être atteint avec une épaisseur moyenne d’absorbeur de moins de 20 nm. Les étapes technologiques de fabrication sont identifiées et réalisées en salle blanche. Le fort ratio surface/volume nous a amené à étudier la passivation de l’InP par du polyphosphazène. Des mesures de luminescence montrent que la surface est stabilisée durablement. Les résultats de cette thèse démontrent que le couplage nano-photonique / LSC est prometteur, alliant de très faibles volumes à d’excellentes efficacités optiques. / In this thesis we explore light concentration on nano and micro photovoltaic cells without Sun tracking. This study has two main aims. The first part is dedicated to the evaluation of light concentration feasibility on Cu(In,Ga)Se2-based microcells with luminescent solar concentrator (LSC). LSC is cheap, allows both direct and diffuse light concentration and is non imaging, making it advantageous for microcells concentration. Yet, the extremely high sensitivity to non ideality explains the gap between theoretical and real systems. A simulation code is developed to analyze the system and its loss mechanisms. A new formalism based on statistical data is proposed to describe LSC properties. LSC and microcells coupling is experimentally achieved and improving tracks investigated. The second part takes advantage of the LSC down-shifting effect to propose a new mono-resonant InP-based photovoltaic nano-antenna. Optical modeling on this new device shows that 10.7 % efficiency can be obtained with an absorber averaged thickness lower than 20 nm. Technological process steps to fabricate this device are identified and realized in a clean-room environment. The high ratio surface over volume leads us to study InP passivation through a mono-atomic polyphosphazen film. Luminescent measurements show that passivated InP surface is long-term stabilized. The results of this thesis demonstrate that nano-photonic / LSC coupling is promising, enabling high optical efficiency in extremely low volume.

La problématique scientifique de cette thèse est centrée sur le développement decommunications par lumière visible (Visible Light Communications - VLC) dans lesapplications automobiles. En permettant la communication sans fil entre les véhicules, ou entreles véhicules et l’infrastructure routière, la sécurité et l'efficacité du transport peuvent êtreconsidérablement améliorées. Compte tenu des nombreux avantages de la technologie VLC,cette solution se présente comme une excellente alternative ou un complément pour lescommunications actuelles plutôt basées sur les technologies radio-fréquences traditionnelles.Pour réaliser ces travaux de recherche, un système VLC à faible coût pour applicationautomobile a été développé. Le système proposé vise à assurer une communication très robusteentre un émetteur VLC à base de LED et un récepteur VLC monté sur un véhicule. Pour l'étudedes communications véhicule à véhicule (V2V), l'émetteur a été développé sur la base d’un pharearrière rouge de voiture, tandis que pour l'étude des communications de l'infrastructure auvéhicule (I2V), l'émetteur a été développé sur la base d'un feu de circulation. Considérant lerécepteur VLC, le problème principal réside autour d’un capteur approprié, en mesured'améliorer le conditionnement du signal et de limiter les perturbations dues des conditionsenvironnementales. Ces différents points sont abordés dans la thèse, d’un point de vue simulationmais également réalisation du prototype.La validation expérimentale du système VLC a été réalisée dans différentes conditions etscénarii. Les résultats démontrent que la VLC peut être une technologie viable pour lesapplications envisagées. / The scientific problematic of this PhD is centered on the usage of Visible LightCommunications (VLC) in automotive applications. By enabling wireless communication amongvehicles and also with the traffic infrastructure, the safety and efficiency of the transportation canbe substantially increased. Considering the numerous advantages of the VLC technologyencouraged the study of its appropriateness for the envisioned automotive applications, as analternative and/or a complement for the traditional radio frequency based communications.In order to conduct this research, a low-cost VLC system for automotive application wasdeveloped. The proposed system aims to ensure a highly robust communication between a LEDbasedVLC emitter and an on-vehicle VLC receiver. For the study of vehicle to vehicle (V2V)communication, the emitter was developed based on a vehicle backlight whereas for the study ofinfrastructure to vehicle (I2V) communication, the emitter was developed based on a traffic light.Considering the VLC receiver, a central problem in this area is the design of a suitable sensorable to enhance the conditioning of the signal and to avoid disturbances due to the environmentalconditions, issues that are addressed in the thesis. The performances of a cooperative drivingsystem integrating the two components were evaluated as well.The experimental validation of the VLC system was performed in various conditions andscenarios. The results confirmed the performances of the proposed system and demonstrated thatVLC can be a viable technology for the considered applications. Furthermore, the results areencouraging towards the continuations of the work in this domain.

Les anthocyanes constituent une composante importante de la qualité des fruits rouges, particulièrement pour le raisin noir, et pour la couleur des vins qui en dérivent. La biosynthèse des anthocyanes est déterminée par des facteurs génétiques et affectée par des facteurs environnementaux, notamment la lumière. Pour la plupart des cépages, la pellicule des baies est le tissu principal ou exclusif accumulant les anthocyanes. Notre travail analyse les effets de la lumière et du génotype sur la biosynthèse des anthocyanes. Le matériel végétal que nous avons utilisé était constitué de cépages teinturiers, qui accumulent des anthocyanes dans la pellicule et dans la pulpe, et de populations hybrides. Dix-neuf anthocyanes mono-glycosylées ont été identifiés dans sept tissus colorés du cépage teinturier Yan-73 (V. vinifera). La composition et la concentration en anthocyanes varient selon les organes et le stade de développement. Les anthocyanes de la pellicule incluent principalement les dérivés de la malvidine, alors que les dérivés de la péonidine sont les plus abondants dans la pulpe. Les dérivés de malvidine et de péonidine prédominent dans le rachis, les pédicelles des baies, les limbes foliaires, les nervures et les pétioles, et dans l‘écorce à la base du cep. Les concentrations des anthocyanes dans les pellicules, la pulpe, le rachis et les pédicelles augmentent rapidement à partir de la véraison, ou une semaine après la véraison. Elles sont élevées dans les limbes foliaires jeunes et sénescents, et faibles dans les feuilles en expansion et les feuilles adultes. Elles ne varient pas beaucoup au cours de la saison dans les nervures et les pétioles, ou dans l‘écorce. Les cépages ont pu être distingués selon leur réponse à des traitements d‘exclusion de la lumière imposés de la nouaison à la maturité en entourant les grappes par des boîtes opaques. Le cépage non teinturier ―Gamay‖ à peau rouge accumule très peu d‘anthocyanes dans la pellicule en absence de lumière. Au contraire, les cultivars teinturiers, ‗Yan-73‘ et ‗Gamay Fréaux‘ (mutant teinturier de ‘Gamay’) accumulent des anthocyanes aussi bien dans la pellicule que dans la pulpe et présentent une coloration sombre même en absence de lumière... / Anthocyanins are an important component of red fruit quality, especially for grape berries, and for the color of the wines made from these berries. Anthocyanin biosynthesis is determined by genetic factors and affected by environmental factors, especially sunlight. For most grape cultivars, the berry skin is the main or only tissue accumulating anthocyanins. The present work investigates the effects of light and grape genotype on anthocyanin biosynthesis. We used teinturier grape cultivars (also called dyers, which synthesize anthocyanins in both skin and pulp) and its hybrid population as plant materials. Nineteen monoglucoside anthocyanins were identified in seven colored tissues of the teinturier cultivar Yan-73 (V. vinifera). Anthocyanin composition and concentration varied among grape organs and with developmental stage. Skin anthocyanins were mainly composed of malvidin derivatives, while peonidin derivatives were the most abundant anthocyanins in the pulp. Both malvidin and peonidin derivatives were predominant in rachis, berry pedicels, leaf lamina, vein and petioles, and living bark at the base of the shoot. The concentration of anthocyanins in berry skin, pulp, rachis and pedicels rapidly increased starting from veraison on, or one week after veraison. Anthocyanin concentrations were high in young and senescing leaf lamina and low in expanding and mature lamina. They did not vary much throughout the growing season in the leaf veins and petiole tissues, or in the bark. Grape cultivars could be distinguished by their response to sunlight exclusion treatments imposed from fruit set to maturity by surrounding the clusters with opaque boxes. The red-skinned non-teinturier cultivar Gamay could barely accumulate anthocyanins in berry skin under sunlight exclusion. In contrast, teinturier cultivars, Yan-73 and Gamay Fréaux (teinturier mutant of Gamay) accumulated anthocyanins in both skin and pulp and showed dark color even under sunlight exclusion...

Penicillium expansum est un contaminant commun des pomaceae (pommes et poires) causant la pourriture bleue. Ce champignon est le principal responsable de la présence de patuline dans les pommes et ses produits dérivés. Actuellement, la voie de biosynthèse de la patuline n’est que partiellement élucidée et le cluster de gènes correspondant n’est décrit que chez Aspergillus clavatus, champignon tellurique incapable de se développer dans les pommes. La caractérisation moléculaire de la voie de biosynthèse de la patuline est la condition sine qua none à toute étude visant à comprendre la régulation de la biosynthèse de la patuline, mais également à toute action permettant de limiter sa synthèse. C’est pourquoi le premier objectif de cette thèse a été de caractériser le cluster de gènes spécifique de la voie de biosynthèse chez Penicillium expansum. Celui-ci est caractérisé par une taille de 40 kb et contient les 15 mêmes gènes qu’Aspergillus clavatus, les seules différences résidant dans l’organisation et l’orientation des gènes. La caractérisation de la seconde étape de la voie de biosynthèse de la patuline a été ensuite entreprise chez Aspergillus clavatus, organisme modèle. Le gène patG code pour l’acide 6-méthylsalicylique décarboxylase responsable de la conversion de l’acide 6-méthylsalicylique en m-crésol. Pour faire suite au premier objectif, la régulation de la voie de biosynthèse de la patuline a été étudiée. Pour cela, une souche mutante pour le facteur de régulation spécifique à la patuline patL a été généré puis la production de patuline ainsi que l’expression des gènes du cluster analysés. Les résultats de cette étude ont montré que le gène patL joue le rôle d’interrupteur au sein du cluster. L’absence de patL conduit à une extinction totale de l’expression des gènes du cluster et à une abscence de production de patuline par Penicillium expansum. Dans cette même étude, des tests de pathogénicité ont été entrepris sur des pommes de différentes variétés démontrant ainsi que la patuline peut être un facteur de virulence facilitant l’infection de certaines variétés de pommes telles que la Golden Delicious ou la Pink Lady. Enfin, l’influence de la lumière a été évaluée en analysant l’impact de différentes longueurs d’ondes sur la croissance et la production de patuline de Penicillium expansum. Que ce soit in-vitro ou in-vivo, la croissance et la production de patuline sont très affectés par les lumières blanche, bleue et rouge. Favoriser le stockage des pommes sous les lumières blanche, bleue ou rouge plutôt qu’à l’obscurité pourrait devenir un moyen de prévention contre la contamination par Penicillium expansum. En conclusion, cette thèse présente un aspect fondamental avec la caractérisation du cluster de gènes chez Penicillium expansum et la caractérisation de la seconde étape de la voie de biosynthèse de la patuline ; mais aussi un aspect appliqué avec l’utilisation des lumières de différentes couleurs comme méthode de prévention contre Penicillium expansum durant le stockage des pommes. / Penicillium expansum is the common contaminant of apples and the causal agent of blue mold rot. This fungus is the main patulin producer in apple based products. Actually, the patulin biosynthesis is partially elucidates and the gene cluster has been elucidated in Aspergillus clavatus, a telluric fungi unable to grow on apples. The molecular characterization of the patulin biosynthetic pathway is the key step for a better understanding of the mechanisms leading to patulin production and will help to define strategies to reduce its presence in apple products. The first objective of this thesis was the characterization of the patulin gene cluster in Penicillium expansum. The latter includes the same 15 genes as in Aspergillus clavatus but in a different order and orientation. Then, the second step of this biosynthetic pathway has been characterized and the patG gene encode for the 6-methylsalicylic decarboxylase involved in the 6- methylsalicylic acid conversion into m-cresol. The second objective consists of the study of the patulin regulation. For that, a patL mutated strain was generated and the patulin production and the patulin gene cluster expression were assessed. The mutation of this gene results in a down-regulation of the rest of the genes in the cluster associated with a lack of patulin production. Pathogenicity tests on apples revealed that patulin could act as a virulence factor in some apple varieties, like Golden Delicious or Pink Lady. In the last part of this thesis, the influence of different wavelength lights on the growth and the patulin production by Penicillium expansum were assessed in vitro and in vivo. In both cases, growth and patulin production were significantly affected under white, blue and red lights. Consequently, the apple storage under these lights could be a good alternative to the storage in the dark. In conclusion, this thesis presents a fundamental aspect that consist in the characterization of the patulin gene cluster in Penicillium expansum and the characterization of the second step of this pathway. An applied aspect is also provided by the use of the different wavelength lights to prevent the Penicillium expansum contamination during apple storage.