Les dysfonctionnements vasculaires ou les blessures induites par l'âge, le tabac, les traumatismes ou une hyperlipidémie font partie de la myriade de facteurs de risques qui contribuent à la pathogénèse de nombreuses maladies cardiovasculaires. Un objectif important de la biologie vasculaire est de comprendre les processus cellulaires qui favorisent ou protègent contre ces maladies vasculaires. Cette pathogénèse est étroitement associée avec le dysfonctionnement de la paroi interne des vaisseaux sanguins. Cette paroi est constituée par une monocouche de cellules endothéliales qui forment l'endothélium vasculaire. La réparation de l'endothélium implique le remodelage des adhésions focales (AF) et des jonctions adhérentes (JA). Des modifications dans la composition protéique de ces structures adhésives génèrent des forces qui sont à la base du remodelage et de la réparation de l'endothélium. Dans la littérature, les forces cellulaires sont étudiées sur des cellules isolées, des doublets de cellules ou des ilots de cellules en croissance mais les forces mécaniques qui s'exercent au sein d'un tissu doivent encore être caractérisées. Dans cette thèse, nous utilisons la Microscopie à Traction de Force (TFM) sur des substrats en polyacrylamide pour étudier l'équilibre mécanique entre les jonctions intercellulaires et les adhésions cellule/substrat. Nous analysons dans quel mesure la TFM peut être utilisée pour étudier des monocouches cellulaires et présentons une nouvelle approche pour extraire les forces contractiles exercées par un tissu endothéliale. Finalement, nous utilisons cette méthode pour caractériser les forces transmises par les cellules à leur substrat et les forces contractiles pour une monocouche endothéliale. Cette méthode fournit un outil intéressant pour étudier la contribution de certaines protéines des jonctions adhérentes sur les forces transmises au sein de l'endothélium. / Vascular dysfunction or injury induced by aging, smoking, inflammation, trauma, hyperlipidaemia are among a myriad of risk factors that contribute to the pathogenesis of many cardiovascular diseases. An important objective in vascular biology is to understand cellular processes that promote or protect against cardiovascular diseases. This pathogenesis is very closely associated with dysfunction of the inner face of the vessel wall. The inner face of the vessel wall is lined by a monolayer of endothelial cells forming the vascular endothelium. Reparation of the endothelium involves remodelling of focal adhesionns (FA) and adherent junctions (AJ). Modifications in the protein composition of these adhesive structures generate forces at the basis of endothelium remodelling and reparation. In the literature, cellular forces are studied on single cells, epithelial cell doublets or cell aggregates in growth but mechanical forces inside tissues remains to be characterized. In this thesis, we use traction force microscopy (TFM) on polyacrylamide substrates to study the mechanical equilibrium between intercellular junctions and cell/substrate adhesion. We analyse to which extent TFM can be used for studying monolayers and present a novel approach to extract contractile forces exerted by an endothelial tissue. Finally, we use this methodology to characterize forces transmitted to the substrate and the contractile forces of endothelial monolayers. This method provides an interesting tool to study the contribution of some proteins of the adherent junctions to force transmission within the endothelium.

Le frittage est une étape clé de l’élaboration des pastilles de combustible nucléaire de type UOx et MOx (oxyde mixte (U,Pu)O2) utilisées dans les réacteurs à eau pressurisée. Le premier stade de ce procédé, qui consiste en l’élaboration de ponts entre les grains et conduit à la consolidation des matériaux, est jusqu’à présent principalement abordé par simulation numérique. Les modèles utilisés pour la description théorique de cette étape du frittage sont alors généralement constitués deux grains sphériques en contact. Afin de réaliser les premières observations expérimentales du stade initial du frittage de matériaux céramiques d’intérêt pour le cycle du combustible électronucléaire et d’en compléter les approches numériques, des poudres d’oxydes de lanthanides (CeO2) et d’actinides (ThO2 et d’UO2) de morphologie contrôlée ont été étudiées par microscopie électronique à balayage en mode environnemental lors de traitements thermiques à haute température (MEBE-HT).Dans un premier temps, des protocoles conduisant à la synthèse de microsphères d’oxydes de lanthanides ou d’actinides ont été développés, et les poudres obtenues entièrement caractérisées. Il a ainsi été possible d’obtenir pour l’ensemble des composés étudiés des systèmes similaires à ceux modélisés. Par la suite, le MEBE-HT a été utilisé comme principal outil d’investigation pour le suivi in situ de ces composés. Ainsi, l’étude de l’évolution morphologique de microsphères isolées a tout d’abord confirmé leur caractère polycristallin. Le traitement thermique conduit alors à une diminution progressive du nombre de cristallites sous l’effet de différents mécanismes (réarrangement mécanique, diffusion) dont l’énergie d’activation a été évaluée. Pour les systèmes constitués de deux microsphères de CeO2 ou de ThO2 en contact, les micrographies collectées ont permis d’observer l’évolution de paramètres tels que la taille du pont, la taille des grains et la distance entre leur centre au cours du traitement thermique. Des procédures de traitement d’images ont ensuite été appliquées pour aboutir à des données cinétiques quantitatives. Les mécanismes mis en jeu, tels que le réarrangement des plans cristallins et la diffusion de matière, ainsi que les énergies d’activation correspondantes, ont en outre été identifiés. De plus, la loi de croissance des ponts, qui permet de décrire les cinétiques d’avancement du frittage, a été utilisée pour déterminer le mécanisme de diffusion prépondérant lors du traitement thermique. L’influence de différents paramètres sur l’avancement du frittage a enfin pu être mise en évidence. A titre d’exemple, l’effet de la polycristallinité des grains sur les mécanismes et les cinétiques de frittage a été étudié en travaillant en parallèle sur des grains poly- et monocristallins, puis en comparant les données expérimentales avec celles issues de modélisation. Enfin, la méthodologie développée pour l’étude de CeO2 et ThO2 a été transposée au composé d’intérêt UO2. Dans ce cas, les données précédemment décrites ont également été complétées par une première approche de l’influence de l’atmosphère utilisée lors du traitement thermique. / Sintering is a key step in the elaboration of UOx and MOx (U/Pu mixed oxide) nuclear fuels pellets used in the pressurized water reactors. The first step of this process, which consists in the elaboration of a neck between the grains and led to the consolidation of the material, is generally described through numerical simulation. The models used for the theoretical description of this step are generally constituted by two spherical grains in contact. In order to perform the first experimental observations of the initial stage of sintering of ceramics materials of interest for electronuclear fuel cycle and to complement the numerical approaches, samples of lanthanide (CeO2) and actinides (ThO2 and UO2) dioxides with controlled morphology were examined by environmental scanning electron microscopy during heat treatment at high temperature (HT-ESEM).First, the protocols leading to the synthesis of lanthanides and actinides oxides microspheres were developed, and the powders obtained characterized. It was thus possible to obtain, for all the compounds studied, systems similar to those generally modeled. HT-ESEM was then used as the main investigation tool for the in situ study of the first stage of sintering of these compounds. The study of the morphological modifications occurring in isolated microspheres first confirmed their polycristalline character. Indeed, heat treatment led to a progressive decrease of the crystallites number included inside the grains through different mechanisms (oriented attachment, diffusion), whose activation energy was evaluated. For the systems constituted by two CeO2 or ThO2 microspheres in contact, the ESEM micrographs allowed to observe the evolution of several parameters during heat treatment, such as neck size and grain size as well as distance between the grains center. Images processing methods using custom software were then applied in order to determine the quantitative kinetic data. The mechanisms involved, such as the rearrangement of crystalline planes and the matter diffusion, and the corresponding activation energies, were also identified. Furthermore, the law of neck growth, which allows one to describe the evolution of sintering degree, was used to determine the prevailing diffusion mechanism during heat treatment. The influence of various parameters on the sintering degree was also highlighted. For example, the influence of grains polycristallinity on sintering mechanisms and kinetics was particularly investigated study by working in parallel with polycristalline and single crystal grains, then by comparing the experimental results with data coming from modeling. Finally, the methodology developed for the study of CeO2 and ThO2 was transposed to the compound of interest UO2. In this case, the data previously described were complemented by a first approach of the influence of atmosphere used during the heat treatment.

Neste trabalho foi investigado através da Microscopia de Força Atômica (MFA) a topografia de tecidos oculares, dentre eles, cristalinos e córneas e doenças associadas. O principal objetivo foi o desenvolvimento de metodologia apropriada para a caracterização do cristalino para distintos estágios de maturação da catarata. A metodologia foi estendida para a avaliação do sequestro de córnea e foram obtidas imagens para grupos de tecidos sadios e com doença. Foi obtida uma comparação entre as imagens obtidas com MFA e análise histológica. Por fim, confirmou-se a aplicabilidade do MFA para caracterização estrutural de tecidos oculares mencionados. / In this work it was investigated through Atomic Force Microscopy (AFM) the topography of ocular tissues, crystalline lenses and corneal and associated pathologies. The main objective is the improvement of an appropriated methodology to crystalline lenses characterization and the distinct stages of cataract. The methodology was extended to corneal sequestrum assessments and it was obtained images to groups of healthy and diseased tissues. A comparison between the AFM and histological analysis was obtained. The AFM applicability was confirmed to structural characterization of ocular tissues.

Le but de ce travail est de comprendre les différents aspects du processus de figuration dans la philosophie de Descartes, en particulier pour une connaissance des corps de la nature. La notion de figure revêt différentes fonctions, des premières œuvres de Descartes jusqu’aux plus tardives : fonction méthodique de représentation conventionnelle des relations entre nos notions, objet géométrique, mode de l’étendue assigné par la métaphysique à la réalité des corps, délimitation externe de corps sensibles ou de corpuscules invisibles dans la physique. Nous cherchons à rendre compte de ces dimensions dans leur ensemble pour comprendre comment la pensée de Descartes évolue des Regulae aux textes plus tardifs et s’efforce de répondre à un problème nouveau qui ne se posait pas pour la scolastique, celui de la connaissance de la figure de corps déterminés. Ce problème peut se poser parce que la métaphysique à la fois établit la figure comme mode essentiel de l’étendue des corps et refuse a priori de recourir à la sensation pour la connaissance, mais il se pose aussi en termes purement épistémologiques pour la constitution d’une physique. Nous montrons qu’une clé de ce problème réside dans la théorie de la vision présentée dans la Dioptrique, mais que ce texte appelle en partie son propre dépassement en direction d’une physique corpusculaire qui met en jeu un usage spécifique de l’imagination et de l’expérience. Ceci doit nous permettre de repenser, à partir de la notion de figure, ce qu’il a été convenu de considérer comme un aspect de la mathématisation de la nature opérée au XVIIe siècle. / My aim, in this dissertation, is to explore the various aspects of the process of figuration in Descartes’ philosophy, particularly with respect to the knowledge of natural bodies. Moving from Descartes’ early to his more mature works, we find that the notion of figure (or shape) played a variety of roles: it possessed a methodological function, as a conventional representation of the relations between our notions, but also designated, respectively, a geometrical object, a mode of extension assigned by metaphysics to the reality of bodies, and an external delimitation of sensible bodies or of invisible corpuscles in physics. In analyzing these different functions, my aim is to understand how Descartes’ thought evolved from the Regulae to later texts, while trying to answer a new problem that did not exist for the scholastics, namely that of the knowledge of the shape of determined bodies. This problem arose partly because Descartes’ metaphysics had established shape as an essential mode of bodily extension, while at the time refusing a priori to appeal to sensation for knowledge, but it also emerged for purely epistemological reasons in the process of constituting a new physics. In my thesis, I argue that one key to this problem is to be found in the theory of vision, presented in the Dioptrique, a text that moves, however, towards a corpuscular physics that relies on a specific use of imagination and experience. From this analysis of the notion of figure or shape, we are able to shed a different light on what so far has been considered an integral aspect of the 17th century’s mathematisation of nature.

L’insuffisance rénale chronique (IRC) et l’une des pires maladies chroniques dans les pays développés. Les grades de l’IRC sont principalement basés sur la mesure ou l’estimation du taux de filtration rénale (GFR). Cependant, cette méthode est peu sensible sur les premiers stades de la pathologie et n’apporte donc pas de valeur diagnostique. La détection de la pathologie à des stades précoces et son traitement peuvent éviter ou limiter les effets délétères de la chronicité. Cette thèse se penche sur le développement de la microscopie IRTF en tant qu’outil diagnostic pour l’identification par histopathologie à l’échelle du glomérule dans un modèle d’IRC. Nous avons développé la technique de reconstruction 3D pour l’imagerie IRTF des modifications biochimiques à l’échelle du glomérule pour déterminer des marqueurs de l’IRC. La déconvolution spectrale et le clustering sont appliqués après analyses IRTF pour distinguer les modèles sains et pathologiques. Ensuite, la microvasculature glomérulaire est révélée par agent de contraste pour en déterminer les anomalies morphologiques. Grâce aux résultats obtenus en 3D et l’utilisation de méthodes statistiques avancées, la microscopie IRTF est utilisée comme une technique fonctionnelle pour déterminer les modifications morphologiques et moléculaires apparaissant au cours du développement de l’IRC. / CKD (Chronic Kidney Disease) is one of the worst public diseases in developing countries. The stages of CKD are mainly based on measured or estimated GFR (Glomerular Filtration Rate). However, this method is not sensitive enough on early stages of the pathology and thus do not offer accurate diagnostic value. Early detection and treatment can often limit or avoid the chronicity effects of the disease. This thesis focuses on the development of FTIR microscopy as a diagnostic tool for the identification by histopathology at glomerulus level of the kidney in CKD model. We developed a technique of 3D reconstruction for the FTIR imaging of biochemical components changes in glomeruli for identifying the pathological marker of CKD. The curve-fitting and spectral clustering are applied on the FTIR microscopy analysis to distinguish between healthy and pathological glomeruli of a kidney. Then, the glomerular microvasculatureis highlighted to reveal the morphological abnormalities by perfusing contrast agents into blood vessels. With advanced 3D statistical methods and 3D image visualization by microscopy, FTIR spectro-imaging can be used as a functional technique to determine the morphological and molecular changes occurring along CKD development.

Les microtubules (MTs) sont des constituants hautement dynamiques du cytosquelette, impliqués dans de nombreux processus cellulaires tels que la division cellulaire ou le transport d'organites. Leur comportement dynamique est régulé par différents facteurs tels que les +TIPs, qui présentent la particularité de cibler les extrémités en croissance des MTs. Une de ces protéines, EB1, cible de façon autonome ces extrémités et y recrute un grand nombre d'autres +TIPs. Néanmoins, les mécanismes moléculaires impliqués dans cette reconnaissance restent imprécis. Afin de mettre en évidence une caractéristique structurale présente à l'extrémité des MTs en croissance et préférentiellement reconnue par EB1, nous avons utilisé deux approches de cryo-microscopie électronique. Nous avons tout d'abord utilisé une approche d'analyse par particules isolées, dans le but de comparer les reconstructions 3D de MTs assemblés en présence de GTP ou de GMPCPP, analogue lentement hydrolysable du GTP. Par la suite, nous avons utilisé la cryo-tomographie électronique couplée au marquage d'EB1 avec des nanoparticules d'or fonctionnalisées. Nos résultats nous permettent de proposer un modèle de ciblage impliquant une relocalisation de l'extrémité C-terminale d'EB1 lors de la fermeture des feuillets en tube. Cette relocalisation permettrait de recruter les autres +TIPs, et entraînerait une perte d'affinité d'EB1 pour la paroi des microtubules. La comparaison de ces résultats avec des études récentes effectuées par d'autres équipes, et concernant le rôle de l'hydrolyse du GTP dans la liaison d'EB1 avec les MTs, nous permet de proposer un modèle global incluant l'ensemble de ces données. / Microtubules (MTs) are highly dynamic cytoskeleton polymers, involved in many cellular processes, including cell division and intracellular transport. Their dynamic behavior is regulated by numerous factors, such as +TIPs that preferentially target MT growing ends.

L'optique quantique réalisée à l'échelle du nanometer est un défit crucial, surtout pour la caractérisation d'émetteur de photon unique. Ces émetteurs sont des défauts ponctuels dans des matériaux (quelques angströms) ou des structures confinées de quelques nanomètres. Une façon d'atteindre cette échelle est d'utiliser la cathodoluminescence (CL) dans un microscope électronique à transmission à balayage (CL-STEM) [1]. Cependant, lorsque l'on cherche à étudier les propriétés statistique d'émission de la lumière sortant d'une expérience de CL, ce qui est nécessaire pour étudier par exemple la nature quantique d'émetteur de photon unique (SPE), une expérience dédiée s'ajoutant à l'expérience de CL-STEM doit être réalisée. Quelques mois avant mon arrivé dans le groupe STEM du LPS, une expérience d'interférence des intensités (HBT) qui mesure la fonction d'autocorrélation g(2)(τ) du signal de CL a été construit [2]. Il est bien connu que la signature univoque d'un SPE en photoluminescence (PL) est l'antibunching, c'est à dire que le g(2)(τ) est toujours inférieur à un. Il a été récemment démontré que lorsque seulement un SPE est excité la CL-STEM est similaire à la PL sur un célèbre SPE, le centre NV dans le diamant. Dans cette thèse nous montrerons comment la CL-STEM a permis de caractériser un nouveau défaut ponctuel dans le h-BN, montrant la pertinence de l'expérience HBT dans un CL-STEM pour découvrir et caractériser de nouveaux SPE. Cependant, en étudiant l'excitation de multiple SPE en CL, on a découvert un nouveau phénomène d'émission, caractérisé par un grand effet de regroupement (bunching) dans la fonction g(2) (g(2)(0) > 35), en complète contradiction avec les mesures de PL et ce que l'on pourrait attendre (g(2)(0)< 1). Dans mon manuscrit de thèse, cet effet surprenant a été expérimentalement étudié, expliqué théoriquement et appliqué à la mesure de temps de vie à l'échelle du nanomètre. Parce que l'optique quantique est souvent liée à la plasmonique quantique, je présenterai pour conclure une proposition théorique en collaboration avec Javier Garcia de Abajo pour étudier la plasmonique quantique dans un microscope électronique à transmission à balayage. / Quantum optics performed at the nanometer scale is an important challenge, especially for quantum emitters characterization. They can be point defects in material (few ang- ströms) or confined structures of a few nanometers. A way to reach this scale is by using cathodoluminescence (CL) performed in a scanning transmission electron microscope (CL- STEM), which has only recently been done [1]. However, when aiming at studying the statistical properties of the light coming out of a CL experiment, which is necessary to e. g. study the quantum nature of Single Photon Emitters (SPE) emission, dedicated expe- riments on top of regular CL ones have to be designed. Few months before my arrival in the STEM-group of the LPS, an intensity interferometry experiment (HBT) that measures the autocorrelation function g(2) of the CL signal intensity was built [2]. It is well known that the clear signature of SPE as measured in photoluminescence (PL) is antibunching in the g(2)(τ), namely that the autocorrelation function is always less than one. It was re- cently demonstrated on a famous SPE, the Nitrogen vacancy (NV) defect in diamond, that CL-STEM is similar to PL when only one SPE is involved. In this thesis we will see how CL-STEM allowed to characterize a new point defect in h-BN, showing the relevance of HBT experiments in a CL-STEM for discovering and characterizing new SPE. However, by studying the excitation of multiple SPE in CL, we discovered a new emission phenomenon, characterized by a huge bunching effect of the g(2)(τ) function (g(2)(0) > 35), in complete contradiction to PL measurements and expectations (g(2)(0)<1). In my thesis manuscript, this surprising effect will be experimentally investigated, theoretically explained and applied to lifetime measurement at the nanometer scale. Because quantum optics is often linked to quantum plasmonics, I will present, to conclude, a theoretical proposal, in collaboration with J. Garcia de Abajo, about quantum plasmonics measurement in a STEM.

Les plasmons de surface (SP) sont des ondes électromagnétiques se propageant à l'interface entre deux milieux, typiquement un métal et un diélectrique. Les plasmons de surface ont la capacité de confiner le champ électromagnétique dans de très petite région de l’espace, typiquement quelques nanomètres, c’est à dire bien en dessous de la limite de diffraction de la lumière. Une conséquence de ce confinement sub-longueur d’onde de la lumière est que leur observation nécessite une résolution spatiale nanométrique - ce qui exclut l’utilisation de techniques optiques standard. Néanmoins, le microscope électronique en transmission à balayage (STEM) est un outil particulièrement adapté à l'étude des plasmons de surface car il emploie des électrons rapides ayant une longueur d’onde typique comprise entre 1 et 10 picomètres. Ainsi, durant la dernière décennie, les spectroscopies électroniques appliquées à la nano-optique se sont fortement développées, parmi elle comptent : la spectroscopie de perte d'énergie électronique (EELS), la spectroscopie cathodoluminescence (CL) ou l'interférométrie de Hanbury Brown et Twiss (HBT) appliquée à la CL. Dans cette thèse, j’ai exploré différents problèmes ouverts de la plasmonique et de la nano-optique dans le cadre particulier de la microscopie électronique. Dans le chapitre 3, je présente un formalisme prenant en compte à la fois la nature quantique et relativiste des expériences d’EELS en faisant appel notamment à des éléments de théorie quantique des champs. Dans le chapitre 4, nous démontrons que la réalisation d’une expérience d’EELS avec de tels faisceaux permet de mesurer des propriétés jusqu’alors inatteignable à l’échelle du nanomètre telle que la phase des plasmons, leurs chiralité optique voire même leur longueur de cohérence. Dans le chapitre 5, je présente plusieurs résultats théoriques et expérimentaux concernant des expériences de couplage. En particulier, j’étudie le phénomène contre-intuitif d’auto-hybridation qui est une conséquence de la nature non-hermitienne du problème aux valeurs propres associé aux résonances de plasmon et établit une analogie avec les systèmes quantiques ouverts. Enfin, au chapitre 6, je discute des récentes mesures de phonon réalisées dans un STEM grâce au développement de monochromateur électroniques. / Surface plasmons (SP) are electromagnetic waves propagating at the interface between two media typically a metal and a dielectric. SPs can confine electromagnetic fields in very short volumes (typically one to few nanometers), well below the light diffraction limit. This property has a tremendous number of applications ranging from fundamental physics (e.g. quantum optics) to applications (e.g. cancer therapy). However, the price to pay is that SPs suffer from huge ohmic losses in the metal which leads to very short lifetimes (typically few femtoseconds). Theoretically, this presence of dissipation dramatically hardens the theoretical description of SPs. Another consequence of the sub-wavelength confinement of light associated with SPs is that their observation requires a nanometric resolution - which excludes the use of standard optical techniques. Yet, the scanning transmission electron microscope (STEM) is a particularly suitable tool to study SPs as it employs fast electrons with typical wavelength from 1 to 10 picometers. Thus, the last decade has seen the tremendous development of electron-based spectroscopies applied to nano-optics such as electron energy loss spectroscopy (EELS), cathodoluminescence spectroscopy (CL) or STEM- Hanbury Brown and Twiss interferometry (HBT). In this thesis, I explored different open problems of plasmonics and nano-optics under the scope of electron microscopy and spectroscopies. In chapter 3, I develop a formalism taking into account both the quantum and relativistic nature of EELS experiments using elements of quantum field theory. In chapter 4, I apply the latter formalism to the case of EELS measurements of SPs using electrons with shaped phase. In chapter 5, I give several theoretical and experimental results on coupling experiments involving SPs. Particularly, I demonstrate a counterintuitive type of coupling, the so-called self- hybridization which is a consequence of the non-Hermitian nature of the LSP eigenproblem and draw analogy with open quantum system. Finally, in chapter 6, I discuss the recent result on vibrational EELS in monochromated STEM.

Depuis une dizaine d’années, les technologies de champ proche appliquées à la spectroscopie infrarouge ont connu de rapides progrès permettant d’atteindre maintenant l’échelle du nanomètre. Dans le cadre de ma thèse, l’une de ces techniques, appelées AFM-IR et qui consiste à un couplage entre la microscopie à force atomique (AFM) et un laser accordable dans le domaine de l’infrarouge, va être présenté plus en détail.Le but de ma thèse va être de présenter les différents développements qui ont eu lieu dans le domaine de cette technique, comme l’AFM-IR en résonance forcée, l’AFM-IR en mode tapping ou les débuts du développement de l’AFM-IR avec des sources spectralement continues. Ces développements majeurs ont eu pour conséquence de populariser la technique et de voir une rapide augmentation du nombre d’utilisateurs. Cependant l’AFM-IR reste une technique récente et non triviale à maitriser, car elle demande à la fois des connaissances en AFM, mais aussi en spectroscopie infrarouge.Les dernières avancées technologiques ont permis de s’approcher de la résolution nanométrique. Les conséquences sont multiples et notamment cela permet d’ouvrir la technique à de nouveaux champs d’applications. Or qui dit nouveaux domaines dit nouvelles problématiques, mais surtout nouveaux challenges expérimentaux. Il est donc important d’identifier les verrous technologiques et limitations associés à ces développements pour garder un esprit critique sur ce qui peut être ou non obtenu en AFM-IR et éviter des erreurs d’interprétation et/ou d’analyse qui pourraient avoir des conséquences néfastes dans les champs d’applications étudiés. / For 10 years, near-field technologies applied to infrared spectroscopy have reached milestones and now are able to make analysis at nanoscale. In my PhD thesis, I will focus on one of these techniques: the so-called AFM-IR technique which combined an atomic force microscope (AFM) with a pulse laser tunable in the infrared spectral range.The main goal of my PhD thesis will be to present the last developments which appears for this technique such as resonance enhanced AFM-IR, tapping mode AFM-IR or the first measurements of AFM-IR with broadband sources. These developments are major in the field of the technique and have led to high increase of the numbers of users. However, AFM-IR remains a recent and complicated technique where user has to master in the same time atomic force microscopy and infrared spectroscopy.The last technological developments allow measurements at the nanoscale. This has multiple consequences, especially it opens new applications fields. It also generates new problematic and new experimental challenges. As a consequence, it is necessary to understand new technological limitations created by these new developments in order to stay critical of the results obtained with an AFM-IR measurement and avoid analysis and interpretation errors which can have bad consequences on the different fields of study.

Le processus de maturation et de dégradation des ARNm chez les bactéries implique différentes ribonucléases (RNases). Une endoribonucléase a été découverte en 2009 chez Bacillus subtilis appelée RNase Y. Cette RNase joue un rôle central en catalysant la réaction de clivage initiatrice, un clivage endonucléolytique. Les fragments d'ARN issus du clivage par la RNase Y deviennent alors plus sensibles à la dégradation, en 5' et 3', par les exonucléases. En combinant ces différentes techniques, il s'est avéré que la RNase Y semble s'organiser sous forme d'un oligomère ayant une forme en anneau. Cet oligomère est homogène en microscopie, globulaire et structuré en SAXS. Le domaine ID lui n'est pas complètement déstructuré comme le révèle son analyse en SAXS. Il contient des éléments de structure secondaire de type hélice α et ne possède pas de structure tertiaire, comme le concluent respectivement les analyses en CD et RMN. L'analyse en SAXS de la forme dimérique de la RNase Y révèle que le dimère est structuré mais qu'il possède une forme allongée. Les tests d'activité in vitro sur la forme dimérique et oligomérique montre que ces deux formes sont activent. Les images collectées en cryo-microscopie nous permettrons d'obtenir une structure de meilleure résolution de l'oligomère, qui semble être constitué de 8 dimères de RNase Y. / Messenger RNA decay and processing in bacteria involve a set of various ribonucleases (RNases). In Bacillus subtilis, a newly discovered endoribonuclease called RNase Y was shown to play a central role in mRNA decay by catalyzing the initial endonucleolytic cleavage reaction. Its action releases several RNA pieces that are more sensitive to degradation by exoribonucleases. By combination of these different approaches, it was found that RNase Y seems to be organized in a oligomeric form with a ring shape. This oligomer is homogenous in microscopy, globular and structured in SAXS. The intrinsically disordered domain is not completely disordered as we can conclude with the SAXS analysis. It contains some secondary structural elements (α helix) but it has no tertiary structure as we can conclude with CD and NMR analysis respectively. SAXS analysis of the RNase Y dimeric form show that this dimeric form is structured but have a very elongated shape. In vitro activity tests on both oligomeric and dimeric form reveal that these two forms are active. Oligomer cryomicroscopy pictures collected will allow us to get a structure with a better resolution. At the moment, this oligomer seems to be composed by eight RNase Y dimer.