Les récepteurs nucléaires sont membres d'une famille de protéines activées par des ligands et qui régulent la transcription de nombreux gènes. Le récepteur nucléaire RevErbα est constitutivement inhibiteur de la transcription de gènes cibles via le recrutement du complexe corépresseur NCor-HDAC3 (Nuclear CoRepressor et Histone DeAcetylase 3). Ce complexe joue un rôle important dans le contrôle de l'horloge circadienne et de la glucogenèse via la régulation de la transcription des gènes codant pour les enzymes G6Pase (Glucose-6-Phosphatase) et PEPCK (PhosphoEnol Pyruvate Carboxy Kinase). Ces deux enzymes sont impliquées dans la glucogénèse qui est dérégulée en cas de diabète de type 2. Ce travail est basé sur l'investigation de l'interaction du récepteur nucléaire RevErbα avec deux corépresseurs: son partenaire établit NCor et SMRT (Silencing Mediator for Retinoid and Thyroid Receptors). Malgré ce qui est rapporté dans la littérature, c'est à dire que SMRT et RevErbα n'interagissent pas fonctionnellement in vivo, nous avons choisis d'étudier cette interaction à cause de la similarité de séquence entre les deux corépresseurs, mais également parce que les peptides des deux corépresseurs ont été rapportés comme interagissant avec d'autre récepteurs nucléaire. Afin d'étudier ces interactions, nous avons utilisé deux techniques complémentaires basées sur l'émission de fluorescence: Une technique in vitro qui est l'anisotropie de fluorescence et une technique de microscopie de fluorescence in cellulo appelée Number & Brightness. En plus de cette étude de l'interaction entre le récepteur nucléaire et les corépresseurs, nous nous sommes intéressé à déterminer l'effet de plusieurs ligands sur cette interaction. Trois ligands ont été testés: l'hème qui est rapporté comme étant le ligand naturel de RevErbα et deux ligands synthétiques et non naturels de RevErbα (SGN et SD7). Grâce à l'anisotropie de fluorescence (in vitro), nous avons confirmé et quantifié l'interaction entre le domaine de liaison au ligand (LBD) de RevErbα et un peptide NCor contenant le domaine d'interaction majeur (ID1 pour RevErbα et nous avons déterminé l'effet des trois ligands sur cette interaction. Nous avons également quantifié l'interaction entre RevErbα et d'autres peptides provenant de NCor et correspondant aux autres domaines d'interaction (ID2 et ID3) pour sa liaison à RevErbα. Nous avons déterminé que l'hème et le SD7 ont un effet déstabilisateur de la liaison de RevErbα à NCor in vitro, alors que le ligand SGN améliore la stabilité de complexe. Nous avons également confirmé une interaction entre RevErbα et un peptide corépresseur issu de SMRT. Afin d'étudier l'interactions des protéines pleine taille dans un contexte plus fonctionnel, nous avons utilisé le 2 photons-2 couleurs Number & Brightness. C'est une technique de microscopie à fluorescence basée sur la fluctuation de l'intensité de fluorescence pour étudier les interactions spécifiques de RevErbα avec NCor et SMRT pleine taille in cellulo ainsi que l'effet des ligands, précédemment mentionné, sur ces interactions. Dans les conditions choisies pour notre étude, nous avons déterminé que RevErbα interagit fortement avec NCor in cellulo et que cette interaction est améliorée par le ligand SGN. En revanche, l'hème et le SD7 n'ont pas d'effet observable sur ce complexe. Nous avons également montré pour la première fois que RevErbα forme des complexes avec le corépresseur SMRT pleine taille in cellulo. La continuité de ce travail pourrait être ciblée sur l'identification de ligands qui augmenterait le recrutement du complexe corépresseur NCor-HDAC3 sur RevErbα, menant ainsi à la diminution de l'expression des gènes cibles. En définitive, un ligand tel que celui-ci pourrait être d'un grand intérêt dans la recherche de la diminution de glucose dans le sang dans les cas de diabètes de type 2. / Nuclear receptors are members of ligand-inducible factors that regulate the transcription of many genes. Nuclear receptor RevErbα constitutively inhibits the transcription of target genes via the recruitment of the corepressor complex NCor-HDAC3 (Nuclear CoRepressor and Histone DeAcetylase 3). This complex plays an important role in controlling the circadian clock and glucogenesis via regulation of the transcription of the G6Pase (Glucose-6-Phosphatase) and PEPCK (PhosphoEnol Pyruvate Carboxy Kinase) genes, both coding for proteins involved in glucogenesis, which is central to type 2 diabetes. Here we have investigated the interaction of the nuclear receptor RevErbα with two corepressors: its establish partner, NCor and SMRT (Silencing Mediator for Retinoid and Thyroid Receptors). Despite literature reports that SMRT and RevErbα do not interact functionally in vivo, we choose to study this interaction because of sequence similarity between the two corepressors, because peptides of both corepressors were reported to interact with other nuclear receptors. To investigate these interactions, we used two complementary fluorescence techniques: In vitro assays based on fluorescence anisotropy and an in cellulo fluorescence microscopy technique called Number & Brightness. In addition to the interactions between the CoRs and the RN, we were interested in determining the effects of several ligands on these interaction. Three ligands were tested: heme, which is reported to be the natural ligand of RevErbα and two synthetic and non-naturals ligands of RevErbα (SGN and SD7). By fluorescence anisotropy (in vitro) we confirmed and quantitated the interaction between purified RevErbα Ligand Binding Domain (LBD) and an NCoR peptide containing the major interaction domains (ID1) for RevErbα and revealed the effect of the three ligands on this interaction. We quantitated as well, the interaction between RevErbα and other peptides from NCor corresponding to the other interaction domains (ID2 and ID3) for it binding to RevErbα. We found a destabilizing effect of heme and SD7 binding to RevErbα on it interaction with NCor in vitro, whereas the ligand SGN enhanced the complex stability. We also confirmed an interaction between RevErbα and a SMRT peptide corepressor in vitro. In order to examine these interactions in a more functionally relevant context using full length proteins, we used 2 photon 2 colors Cross Number and Brightness (N&B), an fluorescence microscopy technique based on fluorescence intensity fluctuations to study specific interactions of full length RevErbα with NCor and SMRT in cellulo as well as the effect of several ligands above mentioned. Under the conditions of our studies, we find that RevErbα and NCor interact strongly in cellulo, and we observed a slight enhancement of this interaction by the SGN ligand. No effect of heme or SD7 was observed on the complex. We show as well for the first time that RevErbα forms complexes with the full length SMRT corepressor in cellulo. Future extensions of these studies could be aimed at identifying ligands that enhance the recruitment of the corepressor complex NCor/HDAC3 by RevErbα, thus leading to a decrease expression of the target genes. Ultimately such a ligand could be of interest in the quest to decrease blood glucose levels in type 2 diabetes.

L’étude de l’évolution du droit international face aux risques posés par les accidents nucléaires soulève une série de questionnements. Le premier est relatif aux moyens juridiques par lesquels le droit entend faire face aux risques et à leur matérialisation. Le second va s’attacher à apprécier l’efficacité et l’effectivité du droit adopté. Enfin, en postulant d’un relatif échec du droit suite à la survenance des accidents nucléaires, il faut encore s’interroger sur les possibilités d’amélioration du droit. Ces différentes interrogations peuvent être rassemblées sous la question plus générale de la pertinence de l’adaptation du droit international face au risque nucléaire. Plus largement, la thèse qui émane de ces travaux est celle d’une adaptation continue du droit, issue de la dynamique dialogique existant entre la science juridique et le progrès scientifique, comme un gage d’une amélioration de son efficacité et de son effectivité. Cette adaptation est toutefois dépendante de l’évolution technique de l’énergie nucléaire. En effet, l’atome va à la fois limiter et étendre la portée même de ce droit. Cette caractéristique originale, laisse entrevoir la présence de difficultés au sein de l’ambitieuse mission consistant à appréhender le fait scientifique dans toute sa complexité. L’enjeu est de taille pour le droit nucléaire international : il s’agit de pallier les effets d’un risque technologique majeur afin de préserver les conditions de vie de l’humanité / Reviewing the complex relation between international law and nuclear risks posed by major accidents raises a set of questions. It first addresses the nature of the legal response made in this regard. It also appreciates whether the framework is sufficiently efficient and effective. At last, assuming that nuclear accidents turn international law into a relative failure, it is worth exploring different means to enhance the said law. Simply put, this brings us to the question of whether the adaptation of international law to nuclear risk is relevant. More broadly, our thesis consists in defending that continuous adaptation of law, resulting from the dynamic dialogue between legal science and scientific progress, improves its efficiency and effectiveness. However, the adaptation widely depends on the technological development of nuclear energy, as the atom both limits and extends the scope of international law. This original feature reveals that many difficulties arise when it comes to grasp the complexity of scientific facts. The stakes are high as international nuclear aims at mitigating the effects of a major technological risk in order to preserve the living conditions of mankind

Les cassures double-brin de l’ADN (CDB) sont des événements clés dans la réponse aux rayonnements ionisants qui, avec le profil génétique et épigénétique individuel, peuvent conditionner le devenir des tissus sains d’un individu exposé. À la suite des cassures de la molécule d’ADN et de la déstabilisation de la chromatine, une série de modifications post-traductionnelles des histones se produit, notamment la phosphorylation de la serine 139 de l'histone H2A.X (gamma-H2A.X), conduisant à la formation de foyers radio-induits. La réparation des CDB, et donc la disparition de ces foyers, a lieu dans les heures suivant l’exposition. Toutefois, une certaine proportion de ces foyers gamma-H2A.X persiste 24 heures après l’irradiation. La nature et le rôle de ces foyers persistants sont encore peu clairs. L’objectif de ce travail est d'explorer les caractéristiques de ces foyers persistants et leurs conséquences sur le devenir des cellules. Pour étudier la dynamique des foyers radio-induits, nous avons exposé des HUVEC synchronisées en phase G0/G1 à des doses de 1 et 5 Gy de rayons X. Les foyers radio-induits ont été étudiés à partir de 10 minutes et jusqu'à 7 jours après l'exposition par l’analyse de gamma-H2A.X et de l’association temporelle de la protéine 53BP1 et des CN-PML (corps nucléaires PML). L’impact des foyers persistants sur la prolifération cellulaire a également été exploré. Nous avons analysé en microscopie à fluorescence une moyenne de 4 000 cellules pour chaque condition à l'aide d'une analyse d’image permettant la détection automatique des noyaux et des foyers. L'analyse d'un grand nombre d‘évènements nous a permis de discriminer des sous-populations de cellules ou de foyers sur la base de différentes caractéristiques, telles que leur aire ou la phase du cycle cellulaire, et de mesurer leur représentativité dans l'ensemble de la population de cellules exposées. Ainsi, nous avons déterminé que les foyers gamma-H2A.X persistant ont une aire supérieure à 0,72 ± 0,11 µm² et qu’ils sont toujours colocalisés avec 53BP1. Plus de 70% des cellules exposées à 5 Gy ont au moins un foyer persistant 24 heures après l'exposition. De plus, ces foyers persistants sont observables au moins jusqu'à 7 jours après l’irradiation. Une association spatiale significative entre les CN-PML et les foyers gamma-H2A.X a été observée à partir de 10 minutes après l'exposition et 24 heures après l’exposition, environ 90% des foyers persistants sont associés à un CN-PML. De plus, la présence de foyers persistants ne bloque pas définitivement la prolifération des cellules. Cependant, la fréquence des foyers persistants est plus faible dans les cellules filles que dans les cellules irradiées, probablement en raison d'une certaine proportion de distribution asymétrique des foyers persistants entre les cellules filles. Nous avons également mesuré une corrélation positive entre la présence d'un foyer persistant et la probabilité de mauvaise ségrégation de l'ADN par l'observation de phénomènes de catastrophes mitotiques. Il semble donc que la structure formée après le passage d'un foyer persistant à travers les phases S et G2 soit susceptible d’empêcher la séparation correcte des chromatides sœurs du chromosome affecté. Nous suggérons donc que la nature des foyers persistants n’est pas la même avant et après la première division cellulaire due à une résolution anormale de l'anaphase. Ces assemblages chromosomiques atypiques résultants d’anaphases anormales pourraient être létaux pour la cellule ou entraîner un déséquilibre du dosage génique et une instabilité génomique accrue pouvant conduire à une mosaïque de phénotypes cellulaires. / The DNA double-stranded breaks (DSB) are key events in the cell response to ionizing radiation that may affect, with the individual genetic and epigenetic profile, the fate of healthy tissues of people exposed. Following initial breaks and chromatin destabilization, a set of post-translational modifications of histones occurs, including the phosphorylation of serine 139 of histone H2AX (gamma-H2A.X), which leads to the formation of ionizing radiation-induced foci (IRIF). DSB repair results in the disappearance of most IRIF within hours after exposure. However, a proportion of IRIF remains 24 hours upon irradiation. The nature and role of these persistent IRIF are still unclear. The goal of this work is to explore the characteristics of these persistent IRIF and their consequences on the cell behavior. To investigate the dynamic of IRIF in our model, we exposed G0/G1-phase synchronized HUVECs to 1 or 5 Gy of X-rays. IRIF were studied from 10 minutes up to 7 days after exposure by monitoring gamma-H2A.X foci, their temporal association with 53BP1 protein and PML NBs (Promyelocytic leukemia nuclear bodies), and their impact on cell proliferation. We analyzed a mean of 4 000 cells for each condition using an automated detection of nuclei and foci. The analysis of a large number of cells and foci allowed us to screen subpopulations of cells or foci through different characteristics, such as size, shape or cell cycle phase among others, and to weight their representativeness in the whole population of exposed cells. We identified that persistent gamma-H2A.X foci after irradiation had a size superior to 0.72 ± 0.11 µm² and always collocated with 53BP1. More than 70% of cells exposed to 5 Gy had at least one persistent IRIF 24 hours after exposure and we observed these persistent IRIF up to 7 days post irradiation. A significant spatial association between PML NBs and IRIF was observed from 10 minutes after exposure; at 24h post irradiation, around 90% of persistent IRIF were associated with PML NBs. Moreover we demonstrated that persistent IRIF did not block cell proliferation definitively. The frequency of IRIF was lower in daughter cells, probably due to a certain amount of asymmetric distribution of IRIF between them. We report a positive association between the presence of an IRIF and the likelihood of DNA missegregation by observation of mitotic catastrophes. Hence, the structure formed after the passage of a persistent IRIF across the S and G2 phases may impede the correct segregation of sister chromatids of the chromosome affected. Consequently, the nature of IRIF in the nucleus of daughter cells might differ before and after the first cell division due to an abnormal resolution of anaphase. The resulting atypical chromosomal assembly may be lethal or result in a gene dosage imbalance and possible enhanced genomic instability, and could lead to a patchwork of cell phenotypes.

Les complexes des pores nucléaires (NPCs) sont des assemblages protéiques ancrés dans l’enveloppe nucléaire (EN) qui permettent et régulent les échanges entre le cytoplasme et le noyau. Au-delà de leur fonction de transport, plusieurs sous unité des NPCs (les nucléoporines, Nups) jouent un rôle important dans d’autres processus cellulaire tels que la division cellulaire et la différenciation. Le complexe-Y, composé de 9 Nups distincte, dont Nup133, représente une sous unité structurale des NPCs. Cependant, une fraction de ce complexe est localisée aux kinétochores (KTs) durant la mitose, où il est requis pour la ségrégation des chromosomes. Cette localisation aux KTs dépend du complexe Ndc80 mais également de Cenp-F. Par ailleurs, l’interaction Nup133/Cenp-F s'effectue aussi au niveau de l'EN en prophase, ce qui permet le recrutement de la dynéine, étape requise pour l’ancrage des centrosomes à l’EN dans les cellules HeLa et pour la migration du noyau vers le centrosome dans les progéniteurs neuronaux de cerveau de rat. Des études développementales chez la souris ont précédemment identifié le mutant merm qui meurt en milieu de gestation (E10.5). Bien que la mutation merm entraine l’absence de Nup133, la prolifération des cellules souches embryonnaires (mESCs) dérivées de blastocystes merm (Nup133-/-) n’est pas altérée. Cependant l’absence de Nup133 altère la différenciation des mESCs, notamment en neurones post-mitotique. Ce projet de thèse visait à comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels Nup133 contribue à la division et la différenciation cellulaire. Afin de caractériser le phénotype des mESCs Nup133-/-, nous avons utilisé deux protocoles de différenciation in vitro, vers une voie neuroectodermale ou mésoendodermale. Cette étude a montré que le nombre de cellules est fortement diminué chez le mutant Nup133-/- comparé aux cellules contrôles lors de la différenciation des mESCs. Cependant les mESCs Nup133-/- qui survivent montrent, comme les mESCs contrôles, une diminution de l’expression des marqueurs de pluripotence et une augmentation des marqueurs de différentiation. L’analyse par cytométrie de flux n’a pas révélé d'altération majeure dans la progression du cycle cellulaire mais à mis en évidence une augmentation de la mort cellulaire lors de la différenciation des mESCs Nup133-/-. Afin de déterminer les domaines de Nup133 requis pour la différenciation des mESCs, nous avons développé une stratégie de sauvetage en établissant des lignées mESCS Nup133-/- qui expriment de manière stable GFP-Nup133, différentes délétions de Nup133 qui n’altèrent pas sa localisation au NPCs (GFP-Nup133DN, DMid, et DC) ou la GFP seule comme contrôle. Des études fonctionnelles ont indiqué que le domaine N-ter (NTD) de Nup133 est requis pour la différenciation des mESCs.Le seul partenaire identifié de Nup133-NTD étant Cenp-F, j’ai décidé de déterminer si l’interaction Nup133/Cenp-F jouait un rôle dans la différenciation des mESCs. En collaboration avec l’équipe de R. Guerois, nous avons simulé in silico l’interaction de Nup133-NTD avec un peptide de Cenp-F que nous avions identifié dans des cribles en double hybride. Cette modélisaton nous a permis de concevoir des mutants affectant la surface d’interaction Nup133/Cenp-F. Nous avons montré que ces mutations empêchent la localisation de Cenp-F à l’EN sans altérer sa présence aux KTs. J’ai également utilisé la stratégie de sauvetage décrite plus haut, pour étudier un mutant de Nup133 qui empêche son interaction avec Cenp-F. Cette étude a montré que l’interaction Nup133/Cenp-F n'est pas requise pour la différenciation in vitro des mESCs. L’étude de Cenp-F a été complétée par la caractérisation d’une mutation de Cenp_F qui affecte sa localisation aux KTs. Nous avons montré que cette mutation altère l’interaction entre Cenp-F et Bub1 mais sans affecter celle avec Nup133. Cette étude a ainsi permis d'identifier Bub1 comme un partenaire direct de Cenp-F requis pour son ancrage aux KTs. / Nuclear pores complexes (NPCs) are macromolecular assemblies anchored in the nuclear envelope (NE) providing the gates that allow and regulate all exchanges between the nucleus and the cytoplasm. Beyond their function in transport, several NPC subunits, the nucleoporins (Nups), have been demonstrated to also play important roles in other cellular processes including cell division and differentiation.The Y-complex, composed of 9 distinct Nups, including Nup133, represents a major structural subunit stably bound to both the cytoplasmic and nuclear faces of the NPCs. Beyond its structural role at nuclear pores, the Y-complex localizes at kinetochores in mitosis, where it is required for chromosome segregation. This kinetochores localization relies on the Ndc80 complex, but also on Nup133/Cenp-F interaction. The Nup133/Cenp-F interaction also contributes to the recruitment of dynein to the NE, a process that is required for the correct centrosomes tethering at the NE in prophase HeLa and for the migration of the nucleus towards the centrosomes prior to mitotic entry in rat brain progenitor cells.Developmental studies previously identified the mouse merm mutant that dies in midgestation (E10.5). In collaboration with the team of E. Lacy, the team of V. Doye showed that the merm mutation leads to the absence of Nup133. Importantly this study further revealed that self-renewal is not impaired in embryonic stem cells (mESCs) derived from merm (Nup133-/-) blastocyst. However, the lack of Nup133 impairs mESC differentiation into postmitotic neurons. How Nup133 contributes to ESCs differentiation remains however unknown.This PhD project aimed at understanding the cellular mechanisms explaining Nup133 contribution to cell division and differentiation.To characterize Nup133-/- mESCs differentiation phenotype, we used two distinct in vitro differentiation protocols, towards either neuroectodermal or mesoendodermal fate. This study revealed that cell number was strongly decreased in Nup133-/- relative to WT in mESC differentiation. However, the few Nup133-/- mESCs that survived displayed, as WT mESCs, a decreased expression of pluripotency markers and acquired differentiated state based on marker expression. FACS analyses did not reveal any major alteration of cell cycle progression but showed increased cell death upon differentiation.To determine which domain of Nup133 is critical for mESC differentiation, we developed a “rescue strategy” using Nup133 alleles deleted for structurally defined domains. Therefore, we established Nup133-/- mESC lines stably expressing GFP-Nup133, GFP-Nup13-ΔN, different ΔC-ter domain (that did not impair the binding of Nup133 to the NPC) or GFP alone as control. Functional studies indicated that while full length and C-ter deleted Nup133 rescue Nup133-/- ESCs defect in differentiation, Nup133-ΔN does not.The only identified partner of Nup133-NTD is Cenp-F. In view of the role of Nup133-NTD in mESC differentiation, I decided to determine if Nup133/Cenp-F interaction contributes to mESC differentiation. In collaboration with R. Guerois' team we simulated in silico the interaction of Nup133-NTD with a short peptide of Cenp-F that we previously identified using yeast-2-hybrid (Y2H) screens. We could thereby design mutants affecting Nup133/Cenp-F contact and show that they prevent Cenp-F localization to the nuclear envelope without altering its kinetochore localization. I then used the “rescue strategy” described above to study a Nup133 mutant specifically impairing its interaction with Cenp-F. This analysis revealed that Nup133/Cenp-F interaction is dispensable for in vitro mESC differentiation. This study on Cenp-F was completed by the characterization of a mutation within an adjacent leucine zipper affecting Cenp-F targeting to kinetochores. We evidenced that this mutation impairs Cenp-F interaction with Bub1 but not with Nup133, identifying Bub1 as a direct kinetochore tether of Cenp-F.

La connaissance actuelle de la distribution angulaire de la fission induite par neutrons est limitée à une énergie maximum de 15~MeV, avec de grands écarts autour de 14~MeV. Seulement 238U et 232Th ont été étudiés jusqu'à 100 MeV et un seul jeu de données existe. Nous avons réalisé une expérience à n_TOF au CERN pour mesurer les distributions angulaires de fragments de fission jusqu'à 1~GeV pour les isotopes 232Th, 235U , 238U , 237Np.L'expérience a été réalisée à l'aide d'un dispositif expérimental à base de compteurs à avalanche à plaques parallèles (PPAC). La méthode basée sur la détection des 2 fragments en coïncidence permet d'identifier sans ambiguïté la fission des autres réactions, notamment dans le domaine de spallation. Au-dessous de 10 MeV nos résultats sont cohérents avec les données existantes. Par exemple, dans le cas de 232Th , en dessous de 10 MeV ils montrent clairement la variation d'anisotropie se produisant dans les résonances vibrationnelles (1.6 MeV) correspondant à des états de transition de J et K donnés (spin total et sa projection sur l'axe de fission), et après l'ouverture de la deuxième chance de fission (7 MeV). Ils apportent une meilleure précision autour de la troisième chance de fission (14 MeV). Aux énergies intermédiaires, au-dessus de 20 MeV nous avons constaté une anisotropie significative mais bien inférieure à l'unique résultat antérieur. Notre résultat est en accord avec la systématique en fissilité du système composite et avec un modèle incluant les phénomènes essentiels, en particulier le preéquilibre. Dans le cadre de cette comparaison l'anisotropie plus grande que pour la fission induite par protons s'explique parfaitement. J'ai par ailleurs exploré et simulé les expériences de criticité qui permettent de tester la précision des données nucléaires. La section efficace de fission de 237Np induite par neutrons avait été mesurée sur l'installation n_TOF au CERN. Par rapport aux résultats antérieurs la section efficace de fission n_TOF était apparue plus élevée de 6-7% au-delà du seuil de fission. Pour vérifier la pertinence des données de n_TOF, nous avons simulé une expérience de criticité effectuée à Los Alamos avec une sphère contenant 6 kg de 237Np. Cette sphère est entourée par de l'uranium hautement enrichi en 235U de façon à approcher la criticité avec des neutrons rapides. La simulation prédit un facteur de multiplication keff en meilleur accord avec l'expérience (l'écart de -0.75% est réduit à +0.25%) quand on remplace la section efficace de fission de 237Np des bibliothèques évaluées par celle de n_TOF. Nous avons également exploré d'autres effets pouvant expliquer l'écart qui existait entre la mesure de criticité et sa prédiction par les simulations, en particulier nous avons testé la section inélastique de 235U et la multiplicité de neutrons de fission de 237Np. Dans les 2 cas la modification requise pour réconcilier l'écart de criticité n'est pas en accord avec les mesures. Des mesures de taux de fission dans des flux de neutrons dont le spectre est connu indiquent également que la section de fission du 237Np pourrait être plus grande de 4 à 5% par rapport à ce qui était admis aujourd'hui. / The present knowledge of angular distributions of neutron-induced fission is limited to a maximal energy of 15 MeV, with large discrepancies around 14 MeV. Only 238U and 232Th have been investigated up to 100 MeV in a single experiment. The n_TOF Collaboration performed the fission cross section measurement of several actinides (232Th, 235U, 238U, 234U, 237Np) at the n_TOF facility using an experimental set-up made of Parallel Plate Avalanche Counters (PPAC), extending the energy domain of the incident neutron above hundreds of MeV. The method based on the detection of the 2 fragments in coincidence allowed to clearly disentangle the fission reactions among other types of reactions occurring in the spallation domain. I will show the methods we used to reconstruct the full angular resolution by the tracking of fission fragments. Below 10 MeV our results are consistent with existing data. For example in the case of 232Th, below 10 MeV the results show clearly the variation occurring at the first (1 MeV) and second (7 MeV) chance fission, corresponding to transition states of given J and K (total spin and its projection on the fission axis), and a much more accurate energy dependence at the 3rd chance threshold (14 MeV) has been obtained. In the spallation domain, above 30 MeV we confirm the high anisotropy revealed in 232Th by the single existing data set. I'll discuss the implications of this finding, related to the low anisotropy exhibited in proton-induced fission. I also explore the critical experiments which is valuable checks of nuclear data. The 237Np neutron-induced fission cross section has recently been measured in a large energy range (from eV to GeV) at the n TOF facility at CERN. When compared to previous measurements, the n TOF fission cross section appears to be higher by 5-7 % beyond the fission threshold. To check the relevance of n TOF data, we simulate a criticality experiment performed at Los Alamos with a 6 kg sphere of 237Np. This sphere was surrounded by enriched uranium 235U so as to approach criticality with fast neutrons. The simulation predicts a multiplication factor keff in better agreement with the experiment (the deviation of 750 pcm is reduced to 250 pcm) when we replace the ENDF/B- VII.0 evaluation of the 237Np fission cross section by the n TOF data. We also explore the hypothesis of deficiencies of the inelastic cross section in 235U which has been invoked by some authors to explain the deviation of 750 pcm. The large distortion that should be applied to the inelastic cross sections in order to reconcile the critical experiment with its simulation is incompatible with existing measurements. Also we show that the nubar of 237Np can hardly be incriminated because of the high accuracy of the existing data. Fission rate ratios or averaged fission cross sections measured in several fast neutron fields seem to give contradictory results on the validation of the 237Np cross section but at least one of the benchmark experiments, where the active deposits have been well calibrated for the number of atoms, favors the n TOF data set. These outcomes support the hypothesis of a higher fission cross section of 237Np.

Les études de scénarios d'un parc électronucléaire, ainsi que les études de sûreté, sont essentielles pour explorer les différentes stratégies du nucléaire du futur. Pour mener à bien ces études, il est nécessaire d'estimer le temps d'irradiation d'un combustible donné, ainsi que sa composition isotopique pendant la campagne de production d'électricité. Ces estimations reposent sur des simulations de réacteurs nucléaires, dont les calculs d'évolution doivent être les plus représentatifs possible. Les schémas de calcul classiquement utilisés s'effectuent en deux étapes : un calcul cellule pour résoudre l'équation du transport des neutrons (de type déterministe ou Monte Carlo) suivi d'un calcul cœur (déterministe). Le calcul cellule est une simulation d'évolution d'un assemblage dans des conditions infinies. À partir de ce calcul, des sections efficaces homogénéisées et condensées, ainsi que des grandeurs de diffusion, sont calculées comme données d'entrée pour l'étape suivante, celle du calcul cœur. Le calcul cellule est donc une étape fondamentale et celui-ci doit être le plus représentatif possible d'un assemblage du cœur. Or, les approximations à la base de ce modèle sont nombreuses, plus particulièrement les fuites neutroniques sont négligées. L'objectif de ce travail est d'étudier les effets physiques de fuites neutroniques et de quantifier les biais associés par rapport à une simulation infinie. Dans une première partie, la problématique des fuites neutroniques axiales est étudiée. Dans ce cas, les fuites de neutrons provoquent une variation forte du spectre neutronique localisée dans les derniers centimètres de l'assemblage ainsi qu'une variation plus faible mais globale sur l'ensemble de l'assemblage. Une deuxième partie est dédiée aux fuites radiales de neutrons. L'effet des assemblages voisins, ainsi que le comportement particulier des assemblages en position périphérique sont étudiés et les biais de composition en fin d'irradiation sont quantifiés. Un calcul d'évolution d'un réacteur très simplifié permet de visualiser, dans une dernière partie, l'ensemble des effets physiques observés et qui impactent l'évolution de l'irradiation. De nombreuses approximations du calcul cellule restent à explorer, comme le suivi de réactivité, par l'intermédiaire de la concentration du poison de neutrons thermiques solubilisé dans le modérateur ou présent dans le combustible. Cependant, la détermination des phénomènes physiques à prendre en compte pour le calcul cellule représente une première étape indispensable vers une amélioration de la représentativité du calcul cellule, voire conduire à des nouvelles méthodes de simulation d'un cœur du réacteur. À terme, les quantifications des biais liés aux fuites neutroniques serviront à estimer l'incertitude sur les compositions isotopiques du combustible en fin d'irradiation. Ces incertitudes, propagées dans les études de scénarios, permettront de quantifier le degré de validité des résultats obtenus. / Scenario studies of an electronuclear fleet, as well as safety studies, are essential to explore the different nuclear strategies of the future. To carry out these studies, it is necessary to estimate the irradiation time of a given fuel and its composition during the electricity production campaign. These estimates are based on the simulations of nuclear reactors, for which the calculations of the evolution must be as representative as possible. The calculation schemes usually used are divided into two stages: a cell calculation to solve the neutron transport equation (deterministic or Monte Carlo simulation) followed by a core calculation (deterministic code) The cell calculation is a simulation of the evolution of an assembly under infinite conditions. Based upon this calculation, homogenized and condensed cross-sections along with scattering quantities are calculated as input data for the next stage, the core calculation. The cell calculation is therefore a fundamental step and must be representative of a core assembly evolution as much as possible. However, the approximations used for this model are numerous, especially the neutron leakages are neglected. The objectives of this work is to study the physical effects of neutron leakage and to compute the associated biases compared to an infinite assembly simulation. In the first part, the problem of axial neutron leakage will be broached. In this case, neutron leakage causes a strong variation of the neutron spectrum in the last centimeters of the assembly as well as a smaller variation but over the entire assembly. The second part deals with the radial leakage. The effect of the neighboring assemblies and the particular behavior of the assemblies in the peripheral position are studied. Moreover, the isotopic composition biases at the end of the cycle are quantified. In the third and last part, a simplified calculation of the evolution of a reactor enables to visualize all the observed physical effects impacting the evolution of the irradiation. Several other approximations of the cell calculation are still to be investigated, such as the reactivity monitoring through the concentration of thermal neutron poison dissolved in the moderator or present in the fuel. Nonetheless, establishing of the physical phenomena taken into account for the cell calculation represents an essential first step towards an improvement of the cell calculation and may lead to new simulation methods for reactor cores. In the future, the quantification of the biases related to neutron leakage will be used to estimate the uncertainties on the isotopic composition of the fuel at the end of the cycle. These uncertainties, propagated into the scenarios studies, will assess the validity of the obtained results.

Une bonne compréhension et une bonne capacité de prédiction de la section efficace de diffusion de neutron est essentielle à un grand nombre de technologies nucléaires, parmi lesquelles les réacteurs à fission. Pour les noyaux déformés, le calcul des observables de diffusion de nucléon pour la voie élastique et les premiers états excités de basse énergie requiert l'utilisation de calcul en voies couplées. Des potentiels optique et de transition phénoménologiques locaux sont le plus couramment utilisés dans les analyses par voies couplées, mais leur précision en dehors de leur domaine d'ajustement est imprévisible. Des approches microscopiques sont en cours de développement pour augmenter les capacités prédictives et résoudre les problèmes d'extrapolation. Un potentiel obtenu microscopiquement est non local, et de récentes études ont souligné l'importance de traiter explicitement cette non localité sans passer par une procédure de localisation. Notre but dans ce travail est d'étudier dans une approche microscopique, sans paramètre ajustable, l'impact de la non localité des potentiels sur les observables de diffusion de nucléon sur noyau cible. Pour ce faire, nous étudions la diffusion de neutron avec la matrice G de Melbourne qui représente l'interaction entre le projectile et un nucléon de la cible, et nous utilisons la RPA pour décrire la structure de la cible dans le cadre de nos premières applications sur le ⁹⁰Zr. Pour pouvoir étudier aussi des noyaux déformés, nous menons notre étude dans le cadre des voies couplées. La première partie de ce document contient la dérivation, faite dans un cadre unique et cohérent, des équations couplées pour la diffusion de nucléons et des potentiels microscopiques obtenues avec la matrice G de Melbourne et une description de la cible via la RPA. La deuxième partie est dédiée à la présentation des codes que nous avons développés durant ce projet de thèse : MINOLOP pour le calcul de potentiels microscopiques à partir de la matrice G de Melbourne et d'informations de structure données sous la forme d'une densité à 1 corps, et ECANOL pour la résolution des équations en voies couplées avec des potentiels non locaux en entrée. Enfin, nous présentons nos premières applications basées sur ces deux codes : l'étude d'émission de pré-équilibre due à des excitations à 2 phonons dans le ⁹⁰Zr. / A good understanding and prediction capacity of neutron scattering cross sections is crucial to many nuclear technologies, among which all kinds of reactors based on fission process. For deformed nuclei, the computation of scattering observables for the elastic channel and the first, low-lying excited states requires coupled channel calculations. Local, phenomenological optical and macroscopic transition potentials are the most commonly used in coupled channel analyses, but their accuracy outside of their fitting range remains unpredictable. Microscopic approaches are being developed in order to improve prediction power and solve the extrapolation issue. Potentials obtained microscopically are nonlocal, and recent studies have emphasized the importance of treating explicitly this nonlocality, without using a localization procedure. Our goal in the present work is to study in a quantum framework with no adjustable parameter, the impact of the nonlocality of potentials on scattering observables of nucleon-nucleus reactions. To achieve this we study neutron scattering with the Melbourne G matrix, which represents the interaction between the projectile and one nucleon of the target, and we describe the target’s structure using the RPA for our first applications to ⁹⁰Zr. In order to be able to study also deformed nuclei, we do our study in the coupled channel framework. The first part of this paper is dedicated to the derivation in a unique, consistent scope of coupled equations for nucleon-nucleus scattering and of the potentials obtained with the Melbourne G matrix and RPA structure input. Secondly, we describe the codes which we wrote during this Ph.D. project: MINOLOP for the computation of microscopic potentials using the Melbourne G matrix and structure inputs given in terms of a 1-body density, and ECANOL for the resolution of coupled channel equations using nonlocal potentials as input. Eventually, we present our first applications using these two codes to study pre-equilibrium emissions due to 2-phonon excitations in ⁹⁰Zr.

Le bisphénol A (BPA) est une molécule dérivée du plastique, considéré comme un perturbateur endocrinien (PE) pour sa capacité de liaison aux récepteurs nucléaires (RNs). Il est associé à des troubles neurodéveloppementaux, probablement en raison de la présence de certains RNs dans le cerveau des vertébrés. Les PEs peuvent également affecter les invertébrés marins, dont les ascidies, mais leur mode d'action reste inconnu. Mon projet de thèse a pour but d’étudier la toxicité du BPA sur le développement embryonnaire de l'ascidie Phallusia mammillata. Tout d’abord, j’ai évalué l’expression des RNs de P. mammillata et j’ai trouvé que 5 d’entre eux (COUP, ERR, PPAR, PXR/VDR) sont exprimés dans le cerveau de l’ascidie (= vésicule sensorielle) ou à proximité (TR). Ils correspondent majoritairement aux orthologues humains connus pour lier le BPA. Puis, j’ai évalué la toxicité du BPA au cours du développement et constaté qu’il est toxique de façon dose-dépendante. En effet, j’ai montré que de faibles doses de BPA induisent une toxicité neurodéveloppementale en affectant la différenciation de l'organe sensoriel pigmenté de l’ascidie. Ce phénotype est spécifique aux bisphénols. Enfin, l’étude d’agonistes et d’antagonistes de l’estrogen-related receptor (ERR) a montré des phénotypes correspondant à ceux obtenus avec le BPA. J’ai trouvé que Pm-ERR est exprimé dans la vésicule sensorielle de la larve, autour de l'organe sensoriel pigmenté. Il semble donc que Pm-ERR est impliqué dans ce phénotype. Toutefois, la présence des autres RNs que j’ai identifiés soulève la possibilité de leur implication dans le développement de l’ascidie et/ou de la toxicité de PEs. Ils ne doivent donc pas être négligés. / Bisphenol A (BPA) is a plastic-derived molecule that is now considered an endocrine disruptor (ED). BPA impair hormonal systems via binding to nuclear receptors (NRs) and it has been linked to neurodevelopmental disorders, possibly due to the presence of some NRs in the vertebrate brain. BPA has been reported to affect marine invertebrates such as ascidians, but how is BPA acting is not known. My PhD project is aimed at deciphering the toxicity of BPA on embryonic development of the marine invertebrate chordate Phallusia mammillata (Tunicata). Firstly, I assessed the embryonic expression of P. mammillata NRs and found that 5 are expressed within the ascidian brain (also called sensory vesicle, SV) (COUP, ERR, PPAR, PXR/VDR) or nearby (TR). Interestingly, the human orthologues of most of these NRs are known to bind BPA. Secondly, I assessed BPA toxicity during P. mammillata embryonic development and found that BPA is toxic in a dose-dependent manner. I also show that at micromolar doses BPA induces neurodevelopmental toxicity by impairing differentiation of the ascidian pigmented sensory organ (PSO). I further show that this phenotype is specific to bisphenols. Finally, estrogen-related receptor (ERR) agonists and antagonists partially phenocopied BPA phenotype. Interestingly, I found that Pm-ERR is expressed in the larval SV close to the ascidian PSO, thus suggesting an involvement of Pm-ERR in the BPA phenotype. Furthermore, the complex pleiotropic action of BPA together with the presence of other NRs in the ascidian larval brain raises the possibility that these NRs are involved both in ascidian brain development and EDs toxicity, thus they should not be overlooked.

L'abondance d'éléments génétiques mobiles dans le génome humain a un impact critique sur son évolution et son fonctionnement. Même si la plupart des éléments transposables sont inactifs en raison de l'accumulation de mutations, le rétrotransposon LINE-1 (Long Interspersed Element-1 ; ou L1) continue de se mobiliser et d'influer sur notre génome. Il a ainsi contribué à l'évolution de l'homme moderne, mais aussi à l'apparition de maladies génétiques. Les séquences du rétrotransposon L1 correspondent à 17% de la masse totale de l’ADN humain. Une copie active de L1 est capable de se mobiliser de manière autonome par un mécanisme de type «copier-coller» qui met en jeu un intermédiaire ARN et une étape de transcription inverse. Cependant, peu de choses sont connues sur les voies cellulaires impliquées dans la mobilité de L1. Notre laboratoire a découvert, par des cribles double-hybride, une interaction entre la protéine ORF2p de L1 et le récepteur α associé aux œstrogènes (ERRα), un membre de la famille des récepteurs nucléaires. Ici, nous avons confirmé et étendu cette observation à plusieurs autres membres de la superfamille des récepteurs de stéroïdes en utilisant un test de double-hybride fluorescent (F2H) en culture cellulaire. Pour mieux comprendre le rôle potentiel d’ERRα dans le cycle de rétrotransposition de L1, nous avons effectué des expériences de suppression et de surexpression qui suggèrent qu’ERRα est un régulateur positif de la rétrotransposition. Collectivement, ces données relient les voies de signalisation des stéroïdes avec la régulation post-traductionnelle de la rétrotransposition de L1, ce qui suggère un modèle par lequel ERRα et probablement autres récepteurs nucléaires peuvent recruter le RNP L1 vers des emplacements chromosomiques spécifiques. / The abundance of genetic mobile elements in our DNA has a critical impact on the evolution and function of the human genome. Even if most transposable elements are inactive due to the accumulation of mutational events, the Long INterspersed Element-1 (LINE-1 or L1) retrotransposon continues to diversify and impact our genome, being involved in the evolution of modern humans and in the appearance of genetic diseases or in tumorigenesis. L1 forms 17% of human DNA. It is autonomously active being replicated through an RNA-mediated ‘copy-and-paste’ mechanism. The L1 element encodes two proteins, ORF1p and ORF2p, which associate with the L1 mRNA to form L1 ribonucleoprotein particles, the core of the retrotransposition machinery. However, little is known about the cellular pathways involved in L1 replication. Our laboratory has discovered by yeast 2-hybrid screens an interaction between L1 ORF2p and the estrogen-related receptor α (ERRα), a member of the nuclear receptor family. Here, we confirmed and extended this observation to several other members of the steroid receptor superfamily using a fluorescent two-hybrid assay (F2H) in human cultured cells. To get further insight into the potential role of ERR in L1 replication cycle, we performed ERR siRNA-mediated knock-down and overexpression experiments, which suggest that ERR is a positive regulator of retrotransposition. Moreover, the artificial tethering and concentration of ERR to a large and repetitive genomic array inhibits retrotransposition. Collectively, these data link steroid signaling pathways with the post-translational regulation of L1 retrotransposition, suggesting a model by which ERRα, and probably several other nuclear receptors, can recruit the L1 RNP to specific chromosomal locations, acting as tethering factors.

La curiethérapie par diffusion d’émetteurs alpha (DaRT) est un nouveau type de grain interstitiel dont le potentiel thérapeutique pour les tumeurs solides est élevé en raison de l’utilisation de particules alpha. Cette modalité se distingue de la curiethérapie conventionnelle par une contamination des tissus à un niveau thérapeutique. Les radionucléides filles pénètrent la tumeur grâce à l’énergie de recul acquise lors de l’émission d’une particule alpha, puis ils se dispersent par diffusion dans les tissus avoisinants créant un nuage d’émetteurs alpha. Présentement, le \(^{224}\)Ra est la source radioactive utilisée par la modalité car la synergie de ses descendants de courte demi-vie permettent de produire une zone où la mort cellulaire est élevée. De plus, sa longue demie-vie permet de produire des sources thérapeutiques de faible activité. Le modèle de planification dosimétrique Diffusion-Leakage ne permet pas de déterminer la dose livrée à une zone qui seraient étanche aux radionucléides diffusants. Les particules possédant une longue portée, comme les particules beta et gamma, ne sont pas évaluées par le modèle. Pourtant, ces particules secondaires sont les seules qui déposent de l’énergie dans les zones non-traitées par les particules alpha. Le projet cadre est de simuler la distribution de la dose livrée par ces particules à l’aide de la méthode Monte Carlo. Deux distributions sont recherchées. Une première est la dose associée aux descendants du \(^{224}\)Ra qui se sont dispersés autour du grain et la deuxième est associée au \(^{224}\)Ra et à ses descendants distribués quelques nanomètres sous la surface du grain. Ce mémoire présente une méthode permettant de modéliser la distribution interne de la source de \(^{224}\)Ra sous la surface d’un grain DaRT. Des mesures de spectrométrie alpha ont permis de tester le diagramme de flux de travail et de confirmer la faisabilité de l’extraction de la distribution interne pour trois émetteurs alpha. Les distributions permettront d’évaluer la dose provenant exclusivement du grain en plus d’aider à concevoir des simulations du taux de désorption par recul atomique. Ce travail pourrait permettre d’aider à la conception de nouveaux grains et à l’évaluation de la dose beta et gamma entourant un grain DaRT au \(^{224}\)Ra. / Diffusion alpha-emitter Radiation Therapy (DaRT) is a new type of interstitial brachytherapy seed with high therapeutic potential for solid tumors due to the use of alpha particles. This modality differs from conventional brachytherapy by contaminating tissues to a therapeutic level. The daughters penetrate the tumor using the recoil energy acquired when an alpha particle is emitted and they then scatter by diffusion into the surrounding tissue, creating a cloud of alpha emitters. Currently, \(^{224}\)Ra is the radioactive source used by the modality because the synergy of its short half-life progeny allow to produce a zone where cell death is significant. In addition, its long half-life allows the production of therapeutic sources of low activity. The dosimetric planning model Diffusion-Leakage does not allow the determination of the dose delivered to an area that would be impenetrable by diffusing radionuclides. Particles with a long range, such as beta and gamma particles, are not evaluated by the model. However, these secondary particles are the only ones that deposit energy in areas not treated by alpha particles. The framework project is to simulate the dose distribution delivered by these particles using the Monte Carlo method. Two distributions are pursued. The first is the dose associated with the \(^{224}\)Ra progeny that are dispersed around the seed and the second is associated with radium and its progeny distributed a few nanometers below the surface of the seed. This thesis presents a method enabling the modelisation of the internal distribution of the \(^{224}\)Ra source below the surface of a DaRT seed. Alpha spectrometry measurements were used to test the workflow diagram and confirm the feasibility of extracting the internal distribution for three alpha emitters. The distributions will enable an assessment of the dose coming exclusively from the seed, in addition to helping in designing simulations of the desorption rate by atomic recoil. This work could assist in the design of new seeds and in the evaluation of the beta and gamma dose surrounding a \(^{224}\)Ra DaRT seed.