La pression anthropique, la variabilité climatique croissante et les changements climatiques entraînent une forte dégradation des écosystèmes. Par conséquent, pour pouvoir orienter leur conservation, il est nécessaire de disposer d’un maximum d’informations sur l’état de leur biodiversité. L’objectif global de cette thèse est de contribuer à la caractérisation de la biodiversité du Parc National de la Ruvubu (PNR), la plus grande aire protégée du Burundi, cela à travers l’analyse de sa composition floristique, de la structure de ses communautés végétales et des paramètres écologiques. Le travail a combiné des approches diversifiées, comprenant des échantillonnages de la végétation et du sol et des analyses de laboratoire. L’étude a ainsi fourni la première liste complète de la flore vasculaire du PNR comprenant 515 espèces réparties en 98 familles et 309 genres. Nonante-six espèces non encore relevées dans l’aire protégée ont été découvertes. Les familles les plus abondantes sont les Fabaceae, les Asteraceae et les Poaceae. Les savanes, les galeries forestières et les marais sont dominés respectivement par des hémicryptophytes, des phanérophytes et des géophytes. Dix groupements végétaux, dont cinq sont nouveaux, présents au sein de trois classes, quatre ordres et sept alliances phytosociologiques ont été individualisés. Les groupements présentent globalement une diversité taxonomique relativement faible tandis que l’équitabilité laisse entrevoir des communautés perturbées, particulièrement en savanes. L’altitude et quatre paramètres physico-chimiques du sol (azote total, carbone total, charge caillouteuse et pH) expliquent 48% de la variabilité floristique; cette dernière étant significativement influencée par l’altitude. Cependant, la variabilité floristique inexpliquée par les facteurs de l’environnement suggère l’implication d’autres facteurs. En matière de conservation, trente espèces sont des plantes ligneuses autochtones, prioritaires pour la revalorisation et la multiplication au Burundi. Dix espèces végétales figurent également sur la liste des espèces menacées prioritaires pour la conservation au Burundi. En définitive, le fait que le PNR abrite plusieurs éléments de la biodiversité protégés par la communauté internationale lui confère une fonction importante de réservoir de la biodiversité. Tous ces atouts militent en faveur du renforcement des stratégies de conservation et de réhabilitation de sa biodiversité dans toutes ses composantes./ Due to human pressure, increasing climate variability and climate change, ecosystems are subject to degradation. Therefore, in order to develop conservation guidelines for these ecosystems, it is necessary to have enough information on their biodiversity. The overall objective of this thesis is to contribute to the characterization of the biodiversity of the Ruvubu National Park (RNP), the biggest protected area of Burundi, through floristic composition analysis, vegetation structure and ecological parameters. The study combined a variety of approaches, including vegetation and soil sampling as well as laboratory tests. The study provided so the first complete list of vascular flora of the RNP, including 515 species distributed into 98 families and 309 genera. Ninety-six species not previously recorded from the protected area were found. The most common families were Fabaceae, Asteraceae and Poaceae. Savannahs, forest galleries and swamps were dominated respectively by hemicryptophytes, phanerophytes and geophytes. Ten plant community types, five of which were new, distributed into three classes, four orders and seven phytosociological alliances were individualized. Plant communities globally present a relative low taxonomic diversity while trends of evenness index suggest disrupted communities, especially in savannas. Altitude and four physico-chemical parameters (total nitrogen, total carbon, stoniness and pH) explained 48% of the variance of the species-environment relationship. The floristic variability was significantly influenced by altitude. However, the unexplained floristic variability by environmental factors suggests implication of other factors. As for conservation, 30 species are listed in important indigenous woody plants for revalorization and multiplication in Burundi. Ten plants are also among threatened species which require priority for conservation in Burundi. Finally, the fact that the RNP shelters several components of biodiversity protected by the international community confers an important function of biodiversity reservoir to the park. All these assets militate in favour of the reinforcement of conservation strategies and rehabilitation of RNP biodiversity in all its components. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nous n’avons pas conscience de l’ensemble des processus réalisés par notre cerveau à chaque instant. Cette dissociation entre l’expérience subjective et l’activité neuronale présente un défi majeur à la fois pour les neurosciences fondamentales, mais également pour la pratique clinique. En effet, non seulement les mécanismes neuronaux de la prise de conscience sont mal compris, mais il reste extrêmement difficile de déterminer si des patients en état végétatif – éveillés mais non-communicants – perçoivent leur environnement consciemment. Ces questions théorique et clinique constituent les deux axes principaux de cette thèse. Dans un premier temps, je développe, à partir des récentes avancées aussi bien empiriques que théoriques, une série d’outils permettant de caractériser les mécanismes neuronaux et computationnels de la perception consciente. En particulier, je montre dans une première étude comment les analyses de classification multivariée permettent de décoder les signaux magnéto- et électro-encéphalographiques à l’échelle de l’essai unique. De plus, dans trois études successives, je propose de nouvelles méthodes de traitement du signal permettant de i) caractériser la structure dynamique des processus évoqués par une stimulation sensorielle ii) de quantifier la quantité d’information échangées entre différentes régions corticales et iii) d’estimer la complexité des réponses cérébrales. Enfin, je montre comment un modèle mathématique utilisant les principes d’inférence bayésienne permet de rendre compte d’un grand nombre de résultats observés dans les études de la perception consciente et inconsciente. Dans un second temps, j’applique ces méthodes aux EEG d’une large cohorte de patients végétatifs, minimalement conscients et conscients. Les résultats montrent que les patients végétatifs présentent i) une altération des réponses corticales tardives évoquées par une stimulation auditive, ii) une diminution de l’échange d’information entre régions cérébrales, iii) des rythmes EEG moyens et lents (< 13Hz) anormaux et iv) une réduction de la complexité de l’activité EEG. A l’avenir, ces différentes signatures neurales de la conscience pourraient être utilisées en synergie pour décoder le contenu conscient et aider au diagnostic, au pronostic et au monitoring des patients non-communicants. / We are not aware of everything our brain does. This dissociation between subjective experience and objective neural activity challenges both theoretical neuroscience and clinical practice. Indeed, not only are the neuronal mechanisms of conscious perception poorly understood, but it remains extremely difficult to deter-mine whether vegetative state patients – who are thus awake but non-communicating – perceive their envi-ronment consciously. These theoretical and clinical questions constitute the two main axes of this thesis. In a first part, I develop, from the recent empirical and theoretical advances, a series of methods to characterize the neural and computational mechanisms of conscious perception. In particular, I show in a first study how multivariate pattern classifiers can decode magneto- and electroencephalographic recordings at the single trial level. In three successive studies, I then propose new signal processing methods to i) characterize the dynamical structure of stimulus-evoked processes ii) quantify the amount of information exchanged across cortical regions and iii) estimate the complexity of cerebral responses. At last, I show how a mathematical model based on Bayesian inference principles, can account for a large number of empirical findings observed in studies of conscious and unconscious perception. In a second part, I apply these methods on EEG recordings acquired from a large cohort of vegetative, minimally conscious and conscious patients. The results show that vegetative state patients present i) impaired late and sustained sound-evoked brain responses, ii) a reduction of the exchange of information across cortical regions iii) abnormal slow and medium EEG rhythms (<13Hz) and iv) a decrease of the EEG complexity. Ultimately, these various neural signatures of consciousness could be used in synergy to decode conscious contents and help to diagnose, predict and monitor the state of consciousness of non-communicating patients.

En Guinée, le constat a été établi par divers auteurs que l’intensification de l’exploitation des ressources démersales sur ces dernières décennies a induit une baisse générale de leur abondance. Cette intensification est supposée avoir induit également des modifications de la structure multi-spécifique et fonctionnelle des assemblages de poissons de cette zone, mais peu d’études ont permis d’en juger jusqu’ici, la plupart des travaux antérieurs sur ces ressources ayant concerné des approches strictement mono-spécifiques et des approches strictement taxonomiques. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de contribuer à un diagnostic écosystémique plus complet de l’état actuel des ressources marines guinéennes et de déterminer en particulier si la diversité taxonomique et fonctionnelle des assemblages de poissons a été affectée par la pêche.Les données de campagnes de chalutages scientifiques collectées sur le plateau continental guinéen entre 1985 et 2012, les statistiques sur les captures de pêche et dix-sept traits fonctionnels liés aux fonctions de locomotion et d’acquisition de nourriture de 50 espèces de poissons démersaux sont étudiés à travers divers indicateurs de diversité pour analyser l’impact de la pêche.Les résultats montrent que l’intensification de la pêche a eu des effets significatifs sur certaines caractéristiques générales du peuplement en question. Depuis 1985, on observe ainsi une baisse de la densité et du niveau trophique moyen des poissons ainsi qu’un turnover des dominances, par lequel les espèces principales, à forte valeur commerciale, caractérisées par des masses corporelles importantes et une croissance lente sont progressivement remplacées par des espèces de plus petites tailles à moindre valeur commerciale et à croissance rapide. On observe également une baisse significative de la richesse fonctionnelle dont l’évolution conforte les résultats obtenus à partir des évaluations taxonomiques et confirme que l’écosystème côtier du plateau continental est perturbé en lien avec la pression de pêche. / In Guinea, was highlighted by various authors that the intensification of the exploitation of demersal resources over recent decades has led to a general decline in abundance. This intensification is supposed to have also induces changes in the specific and multi-functional structure of the fish assemblages of this zone, but few studies have Judging far, most previous work on these resources with relevant strictly mono-specific approaches and strictly taxonomic approaches. In this context, the aim of this thesis is to contribute to a more complete ecosystem diagnosis of the current state of the Guinean marine resources and in particular whether the taxonomic and functional diversity of fish assemblages was affected by fishing. Data from scientific trawl surveys collected on Guinean continental shelf between 1985 and 2012, statistics on catches of fishing and seventeen functional traits related to locomotion functions and food purchase 50 groundfish species are studied diversity through various indicators to analyze the impact of fishing.The results show that the intensification of fishing has had significant effects on certain general characteristics of the population in question. Since 1985, we thus observed a drop in the density and the mean trophic level of fish and a turnover of dominance, whereby major species of high commercial value, characterized by substantial body masses and slow growth are gradually replaced by species of smaller sizes at lower commercial value and rapid growth. There is also a significant decrease in functional richness whose evolution confirms the results obtained from the taxonomic assessments and confirms that the coastal ecosystem of the continental shelf is disrupted in connection with fishing pressure.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans cette thèse nous nous intéressons au modèle linéaire général (modèle linéaire multivarié) en grande dimension. Nous proposons un nouvel estimateur parcimonieux des coefficients de ce modèle qui prend en compte la dépendance qui peut exister entre les différentes réponses. Cet estimateur est obtenu en estimant dans un premier temps la matrice de covariance des réponses puis en incluant cette matrice de covariance dans un critère Lasso. Les propriétés théoriques de cet estimateur sont étudiées lorsque le nombre de réponses peut tendre vers l’infini plus vite que la taille de l’échantillon. Plus précisément, nous proposons des conditions générales que doivent satisfaire les estimateurs de la matrice de covariance et de son inverse pour obtenir la consistance en signe des coefficients. Nous avons ensuite mis en place des méthodes, adaptées à la grande dimension, pour l’estimation de matrices de covariance qui sont supposées être des matrices de Toeplitz ou des matrices avec une structure par blocs, pas nécessairement diagonaux. Ces différentes méthodes ont enfin été appliquées à des problématiques de métabolomique, de protéomique et d’immunologie. / In this PhD thesis we study general linear model (multivariate linearmodel) in high dimensional settings. We propose a novel variable selection approach in the framework of multivariate linear models taking into account the dependence that may exist between the responses. It consists in estimating beforehand the covariance matrix of the responses and to plug this estimator in a Lasso criterion, in order to obtain a sparse estimator of the coefficient matrix. The properties of our approach are investigated both from a theoretical and a numerical point of view. More precisely, we give general conditions that the estimators of the covariance matrix and its inverse have to satisfy in order to recover the positions of the zero and non-zero entries of the coefficient matrix when the number of responses is not fixed and can tend to infinity. We also propose novel, efficient and fully data-driven approaches for estimating Toeplitz and large block structured sparse covariance matrices in the case where the number of variables is much larger than the number of samples without limiting ourselves to block diagonal matrices. These approaches are appliedto different biological issues in metabolomics, in proteomics and in immunology.

Les substances naturelles organiques (résines d'arbres, huiles siccatives, colles animales, ou gommes) ont été employées, dans le domaine du patrimoine, dans différents contextes et applications. Leurs aspects similaires sous forme brute, transformée, ou altérée, et leurs compositions chimiques complexes rendent leur identification et leur discernement difficiles. Les techniques de référence utilisées pour leur analyse sont les méthodes séparatives couplées à la spectrométrie de masse, qui nécessitent un prélèvement destructif de l'échantillon peu favorable dans le domaine du patrimoine. Dans ce travail, une approche alternative non destructive exploitant les potentialités des spectroscopies Raman et infrarouge a été développée. Des méthodologies de traitement des signatures vibrationnelles mettant en évidence les différences entre les familles chimiques de notre corpus sont proposées sur la base de procédures multivariées (décompositions spectrales, analyses en composantes principales). Les substances naturelles organiques ont pu être classées par familles et sous-familles chimiques, leur vieillissement a été caractérisé, et les composants de mélanges organiques ont pu être identifiés et quantifiés. L'ensemble des développements méthodologiques a été appliqué à différents types de matériaux du patrimoine culturel, représentatifs des situations pouvant être rencontrées : des résines archéologiques d'un site yéménite médiéval, des matériaux bruts issus du fonds de commerce d'un marchand de couleurs du XIXème siècle, et enfin un corpus d'instruments de musique vernis issus des collections du Musée de la Musique (Paris).

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L’espace lorrain a connu, au cours des XIXe et XXe s., une intense activité sidérurgique reposant sur la réduction d’un minerai sédimentaire, la Minette lorraine. Paradoxalement, on a longtemps considéré qu’aucune activité de production liée à l’exploitation de ce minerai n’avait pris place dans cette région avant l’époque contemporaine. Un programme de recherche initié il y a 25 ans a par ailleurs totalement renouvelé la perception de l’histoire sidérurgique de cet espace. Les activités de production s’y sont déroulées de manière sporadique dès les âges du Fer, avant de prendre de l’ampleur au cours de la période médiévale. Les recherches menées permettent une première appréhension de l’évolution des modes de production du fer en Lorraine à différentes époques, mises en perspective dans leur contexte européen. Toutefois, les modalités de distribution du métal produit restent largement méconnues, du fait de l’indigence relative des sources historiques à cet égard. Une première perception des circuits de distribution du fer se développant au sein de l’espace lorrain est exposée dans ce mémoire, contribuant à l’appréhension des usages du fer à différentes époques.Une méthodologie développée récemment par le Laboratoire Métallurgies et Cultures et le Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l’Altération, reposant sur la caractérisation chimique des déchets associés à la réduction du minerai et des inclusions présentes dans les produits sidérurgiques, a été employée dans ce but. Ce travail interdisciplinaire propose par ailleurs de nouveaux développements en termes de traitement statistique multivarié de l’information chimique, contribuant ainsi à répondre aux problématiques développées.Un référentiel géochimique, constitué d’une base de données préexistante et d’informations nouvelles acquises à l’occasion de prospections archéologiques, offre une perception nouvelle de la diversité chimique caractérisant les activités sidérurgiques anciennes au sein de l’espace lorrain et de ses marges. Des ensembles géochimiques de production ont ainsi été mis en évidence. Plusieurs contextes de consommation ont ensuite été considérés, offrant un éclairage sur les circuits de distribution du fer aux époques anciennes en Lorraine. Une démarche statistique, reposant sur l’emploi d’analyses descriptives et de modèles prédictifs, a été appliquée en ce sens, après avoir été éprouvée par l’étude d’ateliers sidérurgiques pour lesquels l’utilisation d’un minerai en particulier est assurée par le contexte archéologique.Les résultats obtenus permettent de préciser, parfois à l’encontre des hypothèses formulées au préalable, les pratiques d’échange du fer à différentes époques, en regard de nos connaissances quant aux modes de production sidérurgiques. Des discussions portant sur le rôle joué par le travail du fer au sein des sociétés anciennes sont initiées à la lumière des informations nouvellement acquises. / Lorraine was, during the 19th and 20th c., one of the most important ironmaking areas worldwide, relying on the use of a sedimentary ore, the Minette lorraine. Paradoxically, it has long been thought that no iron was produced using this ore before the modern era. A research program initiated 25 years ago totally renewed our perception of its metallurgical history. Production activities were indeed sporadically performed since the Iron Age, before drastically increasing during medieval times. Research performed allows a first apprehension of the ironmaking activities’ forms in Lorraine and their evolution through successive periods, put into perspective in the European context. Iron trade and circulation remain however largely unknown, due to the lack of historical sources. A first insight of the trade networks relative to iron products extending throughout Lorraine and its fringes is exposed in this thesis, contributing to the perception of the use of iron in different periods.A methodology recently developed by the Laboratoire Métallurgies et Cultures and Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l’Altération, relying on the chemical characterization of smelting slags and slag inclusions entrapped in iron products, was employed to that purpose. This interdisciplinary work also offers new developments in the multivariate statistical treatment of chemical information, and contributes to answering the issues raised at the beginning of this work.A geochemical reference set, comprised of a pre-existing database and new information gathered on archaeological surveys performed during this work, was set up. It provides a new perception of the chemical diversity characterizing iron smelting activities within Lorraine and its fringes. Geochemical production sets were emphasized in doing so. Several iron consumption contexts were then considered, offering the possibility of shedding light on iron spreading networks during ancient times in Lorraine. A statistical approach, relying on the use of both descriptive statistical analyses and predictive modelling, was applied to that purpose. It was beforehand tested by studies performed on workshops for which the use of a given ore is attested by archaeological records.Results allow enlightening, sometimes against formerly formulated hypotheses, the practices in terms of the iron’s trade through different periods, facing our current knowledge about iron production modes. Benefiting from newly gathered information, discussions about the role played by ironworking activities among ancient societies are initiated.

L'analyse multivariée des données chez 7138 sujets a montré que l'âge, dans tous les cas, prévenirle contact des mouches avec les aliments, chez les éleveurs, le nombre de chiens par famille, résider dans le Comté de Ganzi et posséder des peaux de renards, chez les agriculteurs, le sexe féminin, l'habitude de jouer avec les chiens et de boire de l'eau des ruisseaux, chez les urbains, étaient des facteurs de risque. Par des questionnaires sur les pratiques d'élevage, des transects pour détecter les indices de présence de petits mammifères et mesurer les surfaces encloses, et la recherche du parasite dansles fèces des chiens, l'hypothèse de travail a été confirmée: le surpâturage des communaux était significativement associé à la surface des pâtures encloses ainsi qu'aux densités élevées de petits mammifères dans les communaux, elles-mêmes corrélées au niveau d'infection des chiens, susceptible d'expliquer les hautes prévalences de la maladie dans ces communautés pastoralesTibétaines

L'analyse pertinente de l'information contenue dans les mesures instrumentales modernes nécessite le développement de méthodes algorithmiques performantes. La spectroscopie n'échappant pas à cette règle, nombre d'outils chimiométriques d'analyse multivariée ont été mis au point en conséquence. L'objectif de cette thèse est de participer à ces développements pour caractériser les spectres et les profils de concentration des composés intervenant lors de réactions photoinduites suivies en spectroscopique résolue en temps. Un premier travail concerne l'analyse du rang de données de différence. Une déficience de rang systématique de ces données a été mise en évidence. Une approche basée sur un algorithme de modélisation hybride est proposée en réponse à ce problème. En effet l'introduction d'un modèle cinétique compense cette déficience de rang des données. Le deuxième travail se rapporte à la caractérisation de l'influence du bruit (d'une part sur la mesure et d'autre part sur la résolution multivariée). Une analyse de la structure de corrélation du bruit permet d'expliquer les phénomènes de surajustement des méthodes de modélisation souple. Un second algorithme résout ce problème en pondérant les données en fonction d'une estimation de l'erreur de mesure. Ces points sont illustrés par deux applications ; premièrement une contribution à l'analyse du centre réactionnel de la bactérie <i>Rhodobacter sphaeroides</i> par spectroscopie IRTF et ensuite l'étude de la photorelaxation de la benzophénone par spectroscopie d'absorption transitoire.