Le paramagnétisme des actinides en solution a été caractérisé par RMN selon deux approches, l'une macroscopique et l'autre moléculaire. Dans la première approche, les susceptibilités magnétiques des ions les plus stables en solution de l'uranium au californium, et ce pour différents degrés d'oxydation (U(IV)-U(VI), Np(IV)-Np(V)-Np(VI), Pu(III)-Pu(IV)-Pu(VI), Am(III), Cm(III) et Cf(III)), ont été mesurées par RMN à l'aide de la méthode d'Evans. En milieu perchlorique, l'étude ducomportement paramagnétique des cations actinide a montré des déviations significatives par rapport à celui des lanthanides, particulièrement pour les ions actinide aux degré d'oxydation +III et +IV. En milieux chlorhydrique et nitrique, il a été observé que les comportements magnétiques des actinides suivaient l'ordre M(IV) > M(VI) > M(III) > M(V), correspondant à l'ordre généralement admis concernant le pouvoir complexant des ions actinide en solution aqueuse. Il a été démontré que la présence d'ions chlorure et nitrate en solution pouvait avoir un impact important sur le comportement magnétique de ces cations. Dans la deuxième approche, les déplacements chimiques des complexes paramagnétiques actinide(IV)-dipicolinate ont été étudiés et analysés en milieu diméthylformamide. Dans ces conditions expérimentales, il a été vérifié que le degré d'oxydation +IV des actinides en solution était stable en présence ou non de ligand ainsi que sur l'échelle de temps des analyses RMN. Les déplacements chimiques paramagnétiques des complexes limites 1 : 3 ont été étudiés à différentes températures. Les méthodes de séparation des contributions de contact et dipolaire habituellement utilisées pour les complexes de lanthanide(III) se sont avérées inapplicables dans le cas des complexes d'actinide(IV). / Paramagnetism of actinides in solution was characterized by NMR according to two approaches, a macroscopic one and a molecular one. In the first approach, magnetic susceptibilities of the most stable ions in solution from uranium to californium, for various oxidation states (U(IV)-U(VI), Np(IV)-Np(V)-Np(VI), Pu(III)-Pu(IV)-Pu(VI), Am(III), Cm(III) et Cf(III)), were measured by NMR by using the Evans' method. In perchloric medium, the paramagnetic behavior of actinide cations showed significant deviations compared with lanthanides, particularly for cations at oxidation state +III and +IV. In hydrochloric and nitric media, it was observed that actinide magnetic behaviors followed the order M(IV) > M(VI) > M(III) > M(V), corresponding to the generally admitted order concerning the complexing power of actinide cations. It was demonstrated that the presence of chloride and nitrate in solution could have an large impact on the magnetic behavior of these cations. In the second approach, chemical shifts of actinide(IV)-dipicolinate paramagnetic complexes were studied and analyzed in dimethylformamide. In these experimental conditions, the only presence of the oxidation state +IV in solution as well as the stability of the latter on the NMR analysis timescale were verified, in presence or not of the ligand. Paramagneticchemical shifts of the 1 : 3 limit complex were studied at various temperatures. Themethod of separation of the contact and dipolar contributions usually used for lanthanide(III) complexes have proved not applicable in the case of actinide(IV) complexes.

« Etude du comportement paramagnétique des actinides en solution avec des ligands polyaminocarboxylates cycliques »Le comportement paramagnétique des cations actinide (éléments 5f) peut être étudié via la spectroscopie RMN liquide en suivant deux axes de recherche complémentaires : les susceptibilités magnétiques et les déplacements chimiques.Dans un premier temps, lorsque les interactions entre le cation actinide et le ligand sont négligeables, la susceptibilité magnétique molaire est accessible par la méthode d’Evans. Cette méthode est applicable pour des échantillons en solution autour de la température ambiante. Elle a été confrontée à la mesure SQUID sur échantillon solide à très basses températures pour le complexe [NpO2(DPC)2Li2]. Les deux méthodes ont donné des susceptibilités magnétiques molaires du même ordre de grandeur même si ce composé n’est pas optimal pour la comparaison.La méthode d’Evans a été utilisée pour compléter les données expérimentales de la littérature. La mesure de la susceptibilité magnétique du cation PuVO2+ (5f3) en milieu non complexant a été mesurée au laboratoire. Les calculs de susceptibilités magnétiques molaires réalisés par la méthode SO-CASPT2 pour les cations actinide aux degrés d’oxydation (+IV), (+V) et (+VI) (AnIV = UIV, NpIV, PuIV et AnV/VI = NpV/VI, PuV/VI) en milieux non complexant puis complexants chlorure et nitrate ont été comparés avec les valeurs expérimentales. Les cations actinide ont montré une sensibilité à la nature et géométrie de leur première sphère de coordination. Il a été mis en évidence que le cation NpVI (5f1) possède un état fondamental sensiblement affecté par la modification de la symétrie du complexe. A partir des niveaux électroniques calculés, des premiers calculs de spectres d’absorption de ces mêmes complexes ont pu être réalisés. L’absorbance principale calculée est en bon accord avec les spectres d’absorption expérimentaux malgré un décalage systématique des spectres calculés vers le rouge, assimilable à un effet néphélauxétique.Dans un deuxième temps, l’utilisation de la Théorie de Bleaney a permis l’étude des déplacements chimiques et plus précisément, du terme de contact des complexes de symétrie C4 d’actinide au degré d’oxydation (+IV) avec le ligand DOTA (AnIV = ThIV, UIV, NpIV, PuIV). Cette contribution de contact a été accessible par la RMN de l’oxygène 17 (17O), atome directement lié au centre paramagnétique. Le DOTA a été enrichi en 17O avant la synthèse du complexe en phase organique DMSO/CHCl3. Ces complexes ont été caractérisés par spectrophotométrie UV-Visible-NIR et spectroscopie RMN 1H et 13C. Une difficulté de synthèse a été rencontrée pour le complexe de ThIV-D17OTA, composante diamagnétique nécessaire à l’extraction des termes de contact purement paramagnétiques. D’autres voies de synthèses ont été explorées.Mots Clés : Actinides, RMN, Paramagnétisme, Susceptibilité magnétique, Déplacement chimique, DOTA.2018 – Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives – Laboratoire d’interactions Ligand-Actinide – France / “Study of actinide’s paramagnetic behavior in solution with cyclic polyaminocarboxylate ligands”The actinide cation’s (5f elements) paramagnetic behavior may be studied by liquid NMR spectroscopy. Two complementary lines of research have been pursued: molar magnetic susceptibility and chemical shift.Firstly, magnetic susceptibility is easy to determine by the Evans’ method when there is no interaction between actinide cations and ligands. This method, with samples in solution at room temperature, has been compared to SQUID measurements using solid samples at very low temperatures for the [NpO2(DPC)2Li2] complex. Both methods produce molar magnetic susceptibilities with the same order of magnitude even if this compound is not the best one to the comparison.The Evans’ method has been used to complete experimental data from literature. The molar magnetic susceptibility measurement in a non-complexing medium for the PuVO2+ (5f3) cation has been measured in the laboratory. Molar magnetic susceptibility calculations were carried out using the SO-CASPT2 method for (+IV), (+V) and (+VI) actinide cations (AnIV= UIV, NpIV, PuIV and AnV/VI: NpV/VI, PuV/VI) in a non-complexing medium, then in chloride and nitrate complexing media. They have been compared with experimental values. The molar magnetic susceptibilities of actinide cations have been shown to be sensitive to the nature and geometry of their first coordination sphere. It has been revealed that the fundamental state of NpVI (5f1) cation is affected by changing the symmetry of the complex. From calculated electronic states, first absorption spectra calculations of these complexes have been carried out. A good matching between major calculated and experimental absorbances has been obtained. A red-shift was applied to the calculated absorption spectra to fit better with the experimental ones. This shift may be related to a nephelauxetic effect.Secondly, the use of Bleaney’s Theory has allowed the study of chemical shifts. And precisely, this work has been focused on the contact contribution for C4 symmetry AnIV complexed with DOTA ligand (AnIV= ThIV, UIV, NpIV, PuIV). This contact contribution is observable via NMR of oxygen-17 (17O) because oxygen atoms are directly linked to the paramagnetic cation. Therefore, the DOTA ligand was enriched in 17O before the actinide complex synthesis in a DMSO/CHCl3 organic phase. These complexes have been characterized by UV-Visible-NIR spectrophotometry and 1H, 13C NMR spectroscopy. But, some synthesis difficulties have been encountered to the diamagnetic ThIV-D17OTA (5f0) complex. This diamagnetic component is required to extract pure paramagnetic contact contribution. In that case, other ways of synthesis have been investigated.Keywords: Actinides, NMR, Paramagnetism, Magnetic susceptibility, Chemical shift, DOTA ligand.2018 – Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives – Laboratoire d’interactions Ligand-Actinide – France

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

Ce manuscrit résume mes activités de recherche en thèse, dans mes différents séjours post-doctoraux et mes premières années de recherche au Commissariat à l'Energie Atomique. Elles concernent la caractérisation de biomolécules par RMN, comme des sucres, des protéines, dia ou paramagnétiques. Le manuscrit aborde aussi la caractérisation des interactions protéines-eau, du métabolisme cellulaire, et la mesure de vitesses électroniques impliquant des protéines à plusieurs centres d'oxydoréduction. <br />J'aborde ensuite mon travail récent au sein d'une équipe spécialisée dans le xénon hyperpolarisé appliqué à la phase liquide, en particulier la caractérisation de cavités hydrophobes de protéines et la forte complexation du xénon par une famille de molécules-cage nommée cryptophanes.

Les nanoparticules AGuIX® sont des petites plateformes paramagnétiques qui ont été développées pour des applications en imagerie médicale. Ces nanoparticules se composent à leur surface de plusieurs fonctions amines utilisées pour le greffage de ligands Gd-DOTAGA. Ces nanoparticules paramagnétiques ont un diamètre inférieur à 5 nm. Différentes études dans le domaine du cancer ont montré que ces nanoparticules disposaient de propriétés théragnostiques, permettant à la fois la réalisation d'un diagnostic et d'une thérapie. En effet, la surface rigide des AGuIX permet une multimodalité dans l'usage des techniques d'imagerie médicale. Par ailleurs, leur faible diamètre hydrodynamique assure un ciblage tumoral passif par effet EPR (Enhanced Permeability and Retention) et la présence de Gd permet la réalisation de radiothérapies guidées plus localisées au niveau tumoral. Par ailleurs, leur taille permet une excrétion du corps rapide par la voie rénale. La vitesse de transmétallation relativement faible des ions Gd3+ complexés par les ligands DOTA, en présence d'ions métalliques tels que le Zn2+, assure des effets toxicologiques négligeables dans le cadre d'études précliniques. Des études ont montré que le peptide TLVSSL a une forte affinité pour la phosphatidylsérine, un phospholipide surexposé sur des cellules en processus de mort cellulaire par apoptose. Le ciblage des cellules apoptotiques est intéressant dans le cadre du suivi de l'efficacité d'une thérapie anti-tumorale mais aussi pour le diagnostic des maladies liées à ce processus. Dans ce travail, les nanoparticules AGuIX ont ainsi été greffées avec ce peptide (AGuIX-E3) pour ensuite être caractérisées. Pour augmenter la mobilité des peptides fixés à la surface de la plateforme rigide, les AGuIX ont également été greffées avec des peptides liés à un linker, l'acide 8-amino-3,6-dioxaoctanoïque, par l'intermédiaire d'une liaison amide (AGuIX-L-E3), mais également avec un peptide scramble (AGuIX-E3Sc, AGuIX-L-E3Sc).Les nanoparticules AGuIX® ont été greffées avec le peptide en considérant l'activation préalable des fonctions carboxyliques disponibles en surface avec de l'EDC. En outre, l'addition d'un marqueur fluorescent (rhodamine ou cyanine 5.5) a été réalisée afin de permettre des applications en microscopie de fluorescence, FACS et imagerie optique. Plusieurs techniques de caractérisations physico-chimiques telles que PCS, la spectroscopie de fluorescence, l'HPLC et la relaxométrie protonique ont été réalisées pour étudier ces plateformes. Des mesures relaxométriques et la réalisation de profils Nl\IRD ont confirmé l'augmentation du temps de corrélation rotationnelle après la fixation du peptide et ont aussi permis d'étudier la stabilité des nanoparticules en fonction du temps. Des tests biologiques sur cellules effectués en utilisant les techniques de microscopie à fluorescence, de cytométrie en flux ainsi que de relaxométrie, ont permis de déterminer l'affinité des nanoparticules pour les phosphatidylsérines surexposées à la surface d'une lignée de cellules T humaines lymphoblastiques (.Jurkat) au cours du processus de mort cellulaire. L'apoptose a été chimiquement induite par le traitement préalable des cellules avec de la camptothécine, un composé chimique connu pour ses propriétés anti-tumorales. Cependant, bien que les analyses in vitro ont confirmé l'impact réel du greffage des AGuIX sur l'efficacité de ciblage de l'apoptose, des études in vivo n'ont pas montré une influence significative du peptide lors de l'injection des nanoparticules (AGuIX, AGuIX-E3, AGuIX-E3Sc) sur un modèle de souris traitées avec de la dexaméthasone (DEX). En effet, la DEX a. fait l'objet d'études qui montrent son influence dans le déclenchement d'une apoptose cellulaire au niveau du thymus. En conclusion, plusieurs caractérisations chimiques et des tests biologiques réalisés lors de nos recherches ont confirmé le greffage des peptides E3 et E3Sc sur les nanoparticules AGuIX / AGuIX® nanoparticles are small platforms of polysiloxane developed for applications in medical imaging. These nanoparticles present on their surface several amine functions used for the grafting of Gd-DOTA complexes. These paramagnetic platforms have a diameter less than 5 nm. Different studies have been achieved showing that they allow to combine multimodal diagnosis and theranostic properties with a passive tumoral targeting observed by EPR effect (Enhanced Permeability and Retention). Otherwise, their small size allows a quick body excretion by the kidneys. The low transmetalation rate of Gd3+ ions complexed by DOTA provides negligible toxicological effects in pre-clinical studies.Some studies showed that TLVSSL peptide has a high affinity for phosphatidylserine, a phospholipid overexposed on cells in apoptosis process of death. The targeting of apoptotic cells is interesting to follow the efficiency of an antitumoral therapy and for diagnosis of diseases related to this process. In this work, AGuIX nanoparticles have thus been grafted with this peptide and characterized (AGuIX-E3). To increase the peptide mobility against the rigid platform, AGuIX were also grafted with peptides bound to a linker through an amide bond with 8-amino-3,6-dioxaoctanoic acid, (AGuIX-L-E3) and with a peptide scramble (AGuIX-E3Sc, AGuIX-L-E3Sc).AGuIX® nanoparticles were grafted with peptide by activation with EDC of the carboxylic functions available on nanoparticle surface. Furthermore, previous addition of an optical dye allows their applications in optical imaging (rhodamine or cyanine 5.5). Different physicochemical techniques such as PCS, fluorescence spectroscopy, HPLC and proton relaxometry were used to characterize these platforms. Relaxometric studies by NMRD profiles confirmed the increase of the rotational correlation time after linking of peptide and allow to study the time stability of the platform. Biological tests were performed using fluorescence microscopy, relaxometry and flow cytometry techniques to determine the affinity of nanoparticles for lymphoblastic human T cell line (Jurkat) cells overexposing phosphatidylserine, suggesting an efficiency to target apoptosis. In vitro cell apoptosis was chemically induced by incubation with campthothecin. However, though in vitro analysis confirmed the real impact of the grafting of AGuIX on the efficiency to target apoptosis, first in vivo studies didn’t showed a significant influence of peptide when nanoparticles (AGuIX, AGuIX-E:), AGuIX-E3Sc) were injected on mice. Injected-mice were previously treated with dexamethasone to trigger apoptosis in thymus. In conclusion, several chemical characterizations and biological tests achieved on our research confirmed the binding of peptides on AGuIX nanoparticles. In vitro analyses have showed an efficient targeting of cells with overexposed phosphatidylserine by grafted­AGuIX nanoparticles. Nevertheless, in vivo experiments didn't confirm the conclusion suggested in vitro tests. Indeed, the intake of active targeting of apoptotic cells by grafted­AGuIX is not relevant in front of the non-specific targeting observed with non-grafted AGuIX. Further in vivo tests should be however achieved to confirm these observations

Cette étude présente les propriétés de nouveaux composés de la famille des skutterudites, de formule générale Ry-pR'pFe4-x(Co/Ni)xSb12 (R et R' = Ce, Yb, Ba, La), d'une part du point de vue des propriétés physiques, et d'autre part du point de vue de leurs potentialités pour la conversion de chaleur en électricité par effet thermoélectrique. <br />La valence de Yb est non entière et elle décroît lorsque la fraction de Yb augmente. En revanche, elle ne dépend pas de la température ce qui met en évidence un état de valence mixte (deux sites pour deux états de valence). Le cérium est quant à lui toujours trivalent dans ces composés. Le système passe d'un régime d'interactions dominantes ferromagnétiques pour Yb0,9Fe4Sb12 avec Yb presque divalent à un régime d'interactions antiferromagnétiques pour Ce0,9Fe4Sb12 avec Ce trivalent. Le moment paramagnétique a été décomposé suivant les sous-systèmes R, R' et Fe4Sb12. La contribution de ce dernier ne dépend pas la nature et de la valence de R et R', mais elle décroît si Fe est substitué par Ni. Une transition magnétique est présente pour R = Yb et Ba à 6,5 K sans doute vers un état verre de spin. <br />Les propriétés de transport électrique et thermique ont été mesurées de 5K à 800K ce qui a permis de discuter des potentialités de ces matériaux pour la génération d'électricité par effet thermoélectrique. Le facteur de puissance et le facteur de mérite ZT sont plus élevés dans les composés de type Cey/2Yby/2Fe4-x(Co/Ni)xSb12 que dans ceux de type RyFe4-x(Co/Ni)xSb12 présentés dans la littérature.

Les transporteurs à ATP binding cassette (ABC) peuvent transporter une grande variété de substrats utilisant l'ATP-Mg2+ comme source d'énergie. Ces transporteurs sont présents dans toutes les formes de vie et sont impliqués dans la résistance aux médicaments, comprenant les anticancéreux et les antibiotiques. Mes travaux de thèse se concentrent sur le transporteur BmrA (130 kDa) de Bacillus subtilis utilisé en tant que système modèle et homologue de la P-glycoprotéine humaine impliquée dans la multirésistance aux anticancéreux. Dans ces travaux nous montrons que la reconstitution de cette protéine dans les lipides de Bacillus subtilis répond aux deux exigences centrales pour RMN: haut rapport signal sur bruit et la stabilité de l'échantillon sur une période de plusieurs années. Les spectres obtenus indiquent une protéine bien repliée et une préparation très homogène, comme en témoignent les lignes de résonance étroites et la dispersion du signal typique de la distribution de structure secondaire attendue de la protéine membranaire. Nous avons adapté la méthode GRecon utilisée dans les études de microscopie électronique pour la reconstitution des protéines membranaires pour la RMN à l'état solide. Nous avons suivi en détail la reconstitution du transporteur ABC BmrA par dialyse comme référence, et établi des conditions optimales de reconstitution en utilisant un gradient combiné de saccharose / cyclodextrine / lipide caractérisant GRecon. Les spectres RMN de l‘échantillon reconstitué par GRecon sont très similaire à ceux obtenus précédemment sur des échantillons reconstitués par dialyse. La préparation d'échantillons par GRecon présente un gain de temps de près d'un ordre de grandeur. Afin d'étudier les états ouvert vers l'intérieur (inward-facing IF) et ouvert vers l'extérieur (outward-facing OF) du transporteur, nous avons développé un protocole reproductible et quantitatif induisant l'état OF. Nous avons enregistré des spectres bidimensionnels RMN à l'état solide avec différents temps de mélange (20 et 200 ms) afin de suivre les changements des déplacements chimiques et d'identifier les résidus par des corrélations séquentielles. L'apparition très apparente de nouveaux signaux concomitants à la grande amplitude des perturbations de déplacement chimique (CSP) met en évidence l'importante flexibilité et les changements conformationnels de la protéine en présence d'ATP: Mg2+. Afin d'identifier les résidus apparaissant dans les spectres, nous avons utilisé le remplacement paramagnétique du co-facteur Mg2+ par du Mn2+. Cette méthode a révélé que les acides aminés apparaissant dans les spectres sont situés à proximité du site de liaison de l'ATP. En outre, les mesures EPR ont confirmé l'état fermé de la protéine en identifiant la distance correspondant à 1,8 nm entre deux atomes de Mn2+. Nous avons étudié les différences conformationnelles entre l'état IF et OF de BmrA. L'observation de nombreux CSP, ainsi que l'apparition de nouveaux signaux sont observés pour un mutant ne pouvant pas hydrolyser l'ATP, indiquant que l'hydrolyse n'est pas nécessaire pour la transition IF à OF dans BmrA. Nous avons également analysé le mécanisme lié au motif X-loop décrit comme étant impliqué dans la communication entre deux domaines de la protéine. Nous avons observé pour une protéine mutante dans laquelle le transport est aboli mais qui reste ATPase active, une transition incomplète puisque seul un sous-ensemble de CSPs est observé, ainsi qu'un manque de rigidification. Ces mesures suggèrent que la flexibilité semble être le point central dans la transmission des changements conformationnels nécessaires de la partie motrice à la partie d'exportation de molécules. Ces observations montrent que ce système serait semblable à un moteur tournant à plein régime qui ne serait pas connecté de manière rigide à un arbre de transmission le reliant au système de transport / ATP binding cassette (ABC) transporters can translocate a variety of molecules by coupling drug/lipid efflux with an ATP-Mg2+ fuelled engine. They are found in all forms of life and they are involved in a number of drug resistances including anti-cancer drugs and antibiotics. My studies focus on the drug exporter BmrA (130 kDa) from Bacillus subtilis as a model system and homologue of the human P-glycoprotein that is involved in multidrug resistance in cancer. We show that the reconstitution of this protein in lipids from Bacillus subtilis at a lipid-protein ratio of 0.5 m/m allows an optimal protein insertion into lipid bilayer as well as it complies with the two central NMR requirements: high signal-to-noise in the spectra and sample stability over a time period of years. The obtained spectra point to a well-folded protein and a highly homogenous preparation, as witnessed by the narrow resonance lines and the signal dispersion typical of the expected secondary structure distribution of the membrane protein. In the same time, we adapted the GRecon method used in electron microscopy studies for membrane protein reconstitution to the needs of solid-state NMR sample preparation. We followed in detail the reconstitution of the ABC transporter BmrA by dialysis as a reference, and established optimal reconstitution conditions using the combined sucrose/cyclodextrin/lipid gradient characterizing GRecon. NMR spectra recorded on a sample produced by GRecon showed a highly similar fingerprint as those recorded previously on samples reconstituted by dialysis. GRecon sample preparation presents a gain in time of nearly an order of magnitude for reconstitution. In order to study the inward-facing (IF) and the outward-facing (OF) state of the transporter, we developed a reproducible and quantitative protocol of ATP:Mg2+:VO43- addition inducing the OF state. We used selectively labelled samples obtained by the addition of natural abundance residues in the bacterial medium in order to reduce the number of signals in the spectra of this large protein. We recorded solid-state NMR two-dimensional spectra with different mixing times (20 and 200 ms) in order to follow chemical shift changes and identify residues by sequential correlations. The very noticeable apparition of new signals concomitant with the large amplitude of chemical shift perturbations (CSPs) highlight the important flexibility and conformational changes of the protein in presence of ATP:Mg2+:VO43- substrate. In order to identify the residues appearing in the spectra, we use paramagnetic replacement by Mn2+ of the Mg2+ acting as a co-factor in the active site. The paramagnetic relaxation enhancements caused the Mn2+ revealed that the amino acids appearing in the spectra are located in proximity to the ATP binding pocket. Besides, EPR measurements confirmed the closed state of the protein by identifying the corresponding 1.8 nm distances between two Mn2+. We investigate on the conformational differences identified between the IF and OF state in the ABC transporter BmrA reconstituted in its natural lipids. The observation of numerous CSPs, as well as the apparition new signals are observed for a hydrolysis-incompetent mutant on addition of ATP, indicating that hydrolysis is not required for the IF to OF transition in BmrA. We also analyze the mechanistic of the X-loop motif described to be involved in the communication between two domains of the protein. We observe for a mutant protein in which transport is abolished, but which remains ATPase active, an incomplete transition since only a subset of CSPs is observed, as well as lack of rigidification. This suggests that the change in dynamics might be central for transmitting the relevant conformational changes to the part of the protein driving transport, concomitant of an engine which is turning an input shaft, but which fails to connect in a rigid manner, trough adequate gears, with the output shaft driving the pump

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude théorique des réseaux optiques brillants et gris, par des modèles uni- ou multidimensionnels. Nous présentons d'abord une méthode d'élaboration et de classification systématique des réseaux optiques multidimensionnels en utilisant des arguments de cristallographie. Une approche semi-classique basée sur des simulations de Monte-Carlo est ensuite mise au point dans le cadre des réseaux optiques unidimensionnels pour diverses transitions atomiques. Ce modèle, ainsi que le modèle quantique des bandes, sont utilisés pour l'étude de la température et du magnétisme des réseaux optiques brillants et gris. Le comportement magnétique général trouvé est en bon accord avec des expériences récentes. Nous étudions enfin un nouveau type de réseau gris bidimensionnel, comportant une structure périodique d'antiplots. La dynamique atomique au sein de ce réseau est analysée au moyen de spectroscopie pompe-sonde, permettant de mettre en évidence un comportement dynamique très original.