Différentes architectures macromoléculaires sensibles à la température, des copolymères linéaires greffés et des hydrogels, ont été développées et leur structure, leurs propriétés rhéologiques ainsi que leurs propriétés mécaniques ont été étudiées. Dans le cas des hydrogels, le phénomène de séparation de phase des segments thermosensibles conduit, en conditions isochores, à une augmentation de la rigidité et de l'élongation à la rupture ainsi qu'à de remarquables propriétés de fatigue. Ce renforcement est de plus totalement réversible en pilotant le processus d'association/dissociation des interactions avec la température. Nous montrons que la topologie des réseaux joue un rôle important sur les performances mécaniques des hydrogels et plus spécialement sur le mode de propagation de fissure au sein de la structure. A partir d'études structurales par diffusion de neutrons complétées par des expériences sous traction, différentes nanostructures sont proposées en fonction de la topologie. Enfin, ce concept de renforcement stimulable des propriétés mécaniques des hydrogels, induit par un mécanisme de micro-séparation de phase, a été élargi à d'autres réseaux polymères combinant des propriétés thermodynamiques de LCST et UCST. / Thermo-responsive linear graft copolymers and hydrogels with different topologies have been designed and their nanostructure, their rheological properties as well as their tunable mechanical properties have been investigated. In the case of hydrogels, the self-assembly of the thermo-responsive sequences, which serve as secondary interactions, induces in isochoric conditions a strong enhancement of both stiffness and elongation at break, including also remarkable fatigue properties. Specifically, this reinforcement is totally reversible by switching on/off the associations. It is clearly shown that the topology of the network displays a crucial influence on the mechanical performance of hydrogels, especially the resistance to fracture. After a careful investigation of the structure by 2-D neutron scattering and tensile experiments, different nanostructures are proposed according to the topology. Finally, this concept of thermo-toughening of hydrogels through a controlled microphase separation has been extended to other polymeric networks combining LCST and UCST type polymers.

La rigidité artérielle ayant une valeur prédictive forte et indépendante d'évènements cardiovasculaires, nous émettons l'hypothèse que l'accumulation de variations de contraintes hémodynamiques altère la fonction et la structure des gros troncs artériels, indépendamment du niveau de pression artérielle. Nous avons donc mesuré l'impact de la variabilité tensionnelle sur la rigidité et la structure artérielles dans différents modèles de variabilité tensionnelle chez le rat.Chez le rat barodénervé et le rat sympathectomisé par la guanéthidine, 2 modèles de variabilité tensionnelle à court terme, une augmentation de la rigidité artérielle est associée à des altérations tissulaires différentes. En effet chez les rats barodénervés, une hypertrophie aortique est couplée à une augmentation du collagène et des attachements cellule-matrice (fibronectine et intégrine α5). Au contraire, chez les rats sympathectomisés, une hypotrophie vasculaire est associée à une diminution de l'élastine et une augmentation des attachements via l'intégrine αv.Nous avons ensuite créé, caractérisé et validé un modèle de variabilité tensionnelle à long terme, le rat spontanément hypertendu traité de façon discontinue par un antihypertenseur. Le traitement discontinu réduit la pression artérielle systolique tout en augmentant isolément la variabilité tensionnelle à long terme. La rigidité artérielle, élevée sous traitement discontinu, est associée à une hypertrophie vasculaire avec augmentation des attachements (fibronectine et intégrine αv) et sans modification du rapport élastine/collagène.En conclusion, l'élevation de variabilité tensionnelle engendre de la rigidité artérielle, et ce à pression artérielle constante. Les altérations structurales dans les modèles de variabilité tensionnelle étudiés impliquent des mécanismes différents reposant sur des modifications des relations cellule-matrice, mettant en jeu la fibronectine et les intégrines α5 et αv. / Arterial stiffness is nowadays accepted as a strong and independent predictor of cardiovascular disease. We hypothesized that increased blood pressure variability (BPV) may lead to arterial damage, independently of the blood pressure level. We thus aimed investigating the relationship between BPV and arterial stiffness and composition of the aorta in different rat models of increased BPV.In a first study performed in two models of increased short term BPV, sinoaortic denervated and chemically sympathectomized rats, an increase in wall stiffness was associated with different modifications of cell-extracellular matrix adhesion. Indeed in sinoaortic denervated rats, increased media cross-sectional area was coupled with an increased collagen content and muscle cell attachments to its cell-extracellular matrix (fibronectin and its α5β1 integrin). In contrast, chemically sympathectomized rats were characterized by a reduced media cross-sectional area associated to a reduction of elastin content and upregulation of αvβ3 integrin.In a second study, we created, characterized and validated a new experimental model of long term BPV by discontinuously treating spontaneously hypertensive rats with valsartan. Discontinuous treatment reduced systolic blood pressure level but increased long term BPV. In addition, this treatment regimen failed to reduce arterial stiffness and induced a vascular hypertrophy without modification of elastin/collagen ratio. Discontinuous treatment also highly increased vascular fibronectin in parallel to αv integrin.In conclusion, a rise of both short- and long-term BPV leads to an increase in arterial stiffness, independently of blood pressure level. The structural changes at the origin of this increase in arterial rigidity involve different mechanisms, in which fibronectin and integrin α5 and αv play a key role.

Notre travail de thèse est consacré au développement d’une nouvelle approche d’analyse du signal oscillométrique pour mesurer la pression artérielle systolique et identifier les personnes dont la paroi artérielle est anormalement rigide. L’oscillométrie, largement exploitée pour la mesure automatique non-vulnérante de la pression artérielle, repose sur l’amplitude des variations dynamiques de pression du brassard pneumatique générées par l’expansion de l’artère brachiale sous l’effet de l’onde de pouls. Nous avons d’abord effectué une revue de la littérature sur les méthodes auscultatoire et oscillométrique. La méthode auscultatoire, fondée sur la détection des bruits produits par l’artère brachiale sous le brassard, reste la référence pour la validation des moniteurs oscillométriques. Depuis la description de ces bruits par Nicolaï Korotkoff en 1905, de nombreux auteurs ont tenté d’en expliquer l’origine et d’en identifier les limites et pièges en comparaison avec la mesure intra-artérielle directe. La technique oscillométrique dérive de l’invention du sphygmographe par Etienne-Jules Marey en 1859. Les constructeurs procèdent à la validation de leurs appareils en référence aux normes internationales (ISO) sans dévoiler les algorithmes mise en œuvre. De très nombreuses approches ont été proposées, depuis des rapports déterminés empiriquement jusqu’à des réseaux de neurones en passant par divers modèles mathématiques, pour déterminer les pressions systolique et diastolique à partir de la pression moyenne mesurée sur la courbe oscillométrique. Cependant, l’oscillométrie donne des résultats variables et présente des erreurs significatives, en particulier pour la détermination de la pression systolique, notamment chez les sujets ayant des facteurs de risque cardiovasculaires.Sur la base de cette analyse, considérant que la référence reste la détection des bruits de Korotkoff, nous avons cherché à en mieux comprendre les mécanismes. Nous avons enregistré les images échographiques et le signal Doppler de l’artère brachiale sous le brassard lors de la mesure de pression artérielle chez des sujets volontaires, en synchronisation avec l’ECG, la pression du brassard et les bruits de Korotkoff. Nous avons pu observer les variations cycliques du diamètre de l’artère brachiale pendant le dégonflage du brassard, et mesurer la vitesse locale de propagation de l’onde de pouls, ainsi que les délais entre le signal oscillométrique, l’ECG et les bruits de Korotkoff. Nous avons pu ainsi démontrer que les bruits de Korotkoff sont produits par la vibration de la paroi artérielle sous l’impact de l’onde de pouls, puis par la turbulence de l’écoulement flux sanguin, et nous avons montré la diminution marquée de la vitesse locale de l’onde de pouls lorsque la pression du brassard réduit la pression artérielle transmurale. L’observation de ces enregistrements nous a montré l’intérêt de l’analyse de la forme de l’onde de pouls enregistrée par oscillométrie. Nous en avons tiré une approche innovante fondée sur l’analyse temporelle pour la détermination directe de la pression artérielle systolique. Nous avons réalisé une étude clinique prospective, selon un protocole approuvé par le Comité d’éthique du CHU de Nîmes, pour valider notre nouvelle approche. Nous avons comparé notre technique à la méthode auscultatoire chez 145 sujets avec ou sans facteurs de risque cardiovasculaire, et à la pression mesurée par cathéter radial chez 35 patients hospitalisés en réanimation. Nous avons obtenu une excellente concordance avec le premier bruit de Korotkoff, avec des résultats très supérieurs à l’oscillométrie réalisée à l’aide d’un appareil validé. De plus, notre technique s’est montrée capable d’identifier les sujets porteurs de facteurs de risque cardiovasculaires, se comparant favorablement à la vitesse de l’onde de pouls aortique. / Our thesis is devoted to the development of a new oscillometric signal analysis approach to measure systolic blood pressure and identify subjects with abnormal arterial wall rigidity. Oscillometry, widely used for the non-invasive automatic measurement of blood pressure, is based on the amplitude of the dynamic cuff-pressure oscillations generated by the expansion of the brachial artery at the arrival of the pulse wave.We first conducted a literature review on the auscultatory and oscillometric methods. The auscultatory method, based on the detection of the sounds emitted by the brachial artery under the cuff, remains the reference for the validation of oscillometric monitors. Since the description of these sounds by Nicolai Korotkoff in 1905, many authors attempted to explain their origin and assess their limits and pitfalls in comparison with direct intra-arterial blood pressure measurement.Oscillometric technique derive from the sphygmograph built by Etienne-Jules Marey in 1859. Manufacturers validate their oscillometric devices in reference to the international standards (ISO) without revealing the algorithms they use. Numerous approaches have been proposed, from fixed empirical ratios to neural networks to various mathematical models, for the calculation of systolic and diastolic pressure since only the mean arterial pressure is actually measured on the oscillometric curve. However, oscillometry yields variable results and produces significant errors, especially for systolic pressure, notably in patients with cardiovascular risk factors.Based on this analysis, and considering that the reference remains the detection of Korotkoff sounds, we sought to better understand their mechanisms. We recorded ultrasound images and the Doppler signal of the brachial artery under the cuff when measuring blood pressure in volunteers, simultaneously with ECG, cuff pressure and Korotkoff sounds. We could record the systolic diameter changes of the brachial artery during cuff deflation, and measure the local pulse wave velocity, as well as the time delay between the oscillometric signal, the ECG and the Korotkoff sounds. We were able to demonstrate that the Korotkoff sounds are produced by arterial wall vibration under the impact of the pulse wave, then by blood flow turbulence, and we measured the marked decrease in local pulse wave velocity when the cuff inflation reduces the brachial artery transmural pressure.We concluded to the interest of pulse waveform analysis, and designed an innovative approach based on its temporal characteristics for the direct determination of systolic blood pressure. We conducted a prospective clinical study, according to a protocol approved by the Ethics Committee of the Nîmes University Hospital Center, to validate our new approach. We compared our technique to the auscultation method in 145 subjects with or without cardiovascular risk factors, and to direct blood pressure measurement with a radial catheter in 35 patients hospitalized in the intensive care unit. We obtained an excellent correlation with the first Korotkoff sound, with better results than conventional oscillometry. In addition, our technique has proven able to identify subjects with cardiovascular risk factors with an accuracy favorably comparable to aortic pulse wave velocity.

Aorte est l'artère qui amortit et conduit le flux sanguin éjecté par le cœur en flux continu vers la périphérie. Avec l’âge, l'élasticité aortique diminue en association avec des altérations fonctionnelles et hémodynamiques de l’aorte et du cœur. Alors que l'hémodynamique artérielle a été largement étudiée par l'analyse des courbes de pression, les modifications de l’onde de débit aortique n’ont été que très peu explorées. L’imagerie IRM, couplée à une segmentation appropriée, permet une évaluation non-invasive et précise du débit sanguin aortique. Cette thèse combine ce débit mesuré en IRM avec les pressions tonométriques afin de proposer des indices quantitatives de rigidité artérielle. Ainsi, ce travail comprend: Une nouvelle approche, basée sur les ondelettes, pour estimer le temps de transit entre les ondes de flux provenant de deux sites aortiques. Ce dernier a permis de calculer la vitesse de l'onde de pouls dans la crosse, qui s’est avérée être un marqueur fort de la rigidité et de l’âge. Une analyse d'impédance aortique dans le domaine fréquentiel pour quantifier la charge pulsatile et les réflexions qui augmentent la charge exercée sur le cœur. Une quantification de la forme de l'onde de débit aortique, dont l’association avec les changements géométriques du cœur a été montrée. Une cartographie des pressions intra-aortiques absolues en utilisant les équations de Navier-Stokes. Ces nouveaux indices ont été testés sur 70 sujets sains et leur complémentarité en termes de caractérisation de l’âge et du couplage entre l'aorte et le cœur a été montrée. De futures études sur l'hypertension artérielle permettront de démontrer l'utilité clinique de nos indices. / Aorta is the artery which immediately accommodates the blood flow ejected from the heart. It buffers blood’s pulsatile momentum and conducts it smoothly towards periphery. With physiological aging, aortic elasticity diminishes significantly in association with aortic or cardiac functional and hemodynamic alterations. While aortic hemodynamics were widely studied through pressure curves analysis, proximal aorta flow patterns were only little investigated. Recent developments of cardiovascular magnetic resonance imaging (MRI) and image segmentation tools, enable an accurate non-invasive evaluation of proximal aortic blood flow. This thesis combined MRI with central pressure measurements by applanation tonometry to propose flow-indices of arterial stiffness. Indeed our work proposed: A new wavelet-based method, which enables temporal localization of signal frequencies to estimate transit-time between flow waves from two aortic sites, in order to derive aortic arch pulse wave velocity, which is a strong marker of stiffening and aging. An aortic impedance analysis in frequency domain to provide indices which reflect changes in aortic pulsatile load and wave reflection, which augments the load on the heart Quantitative flow-morphology indices which were shown to be associated with age-related changes in left heart geometry. Absolute intra-aortic pressure mapping using the Navier-Stokes equations. These new indices have been tested on 70 healthy volunteers and findings indicated their complementary nature in characterizing aging and aortic-heart coupling. Further investigations in the context of hypertension will prove the clinical usefulness of our indices.

Le travail présenté dans ce mémoire porte sur le comportement des assemblages métalliques boulonnés avec platine d'about. La première partie décrit deux séries d'essais sur des assemblages métalliques avec platine d'about boulonnée renforcée ou non par raidisseur. La deuxième partie est consacrée au développement d'un modèle numérique 3D non linéaire validé sur la base des résultats d'essais. Les résultats sont aussi comparés aux formulations analytiques de l'EC3. Le modèle a permis d'analyser l'évolution des champs de contraintes et de la plasticité dans différentes zones de l'assemblage. Il a permis aussi de confirmer les observations expérimentales concernant l'influence du raidisseur de platine sur le mécanisme de transfert des efforts à travers son extrémité. Dans une troisième partie, l'influence de la flexion du boulon sur le comportement des tronçons en té est modélisée. Une étude paramétrique est menée pour évaluer les effets de paramètres tels que la dimension du tronçon, la rigidité de la rondelle, la position du boulon et l'épaisseur de la semelle sur la flexion du boulon soumis à un effort normal de traction.

L'hypertension systolique isolée (HSI), amenée par une augmentation de la rigidité vasculaire, est la forme d'hypertension la plus fréquente chez les personnes âgées de plus de 60 ans. L'augmentation de la rigidité vasculaire, causée en partie par la calcification aortique médiale, est accélérée de 15 ans chez les diabétiques. Il est suggéré que la calcification aortique serait responsable de la résistance aux agents antihypertenseurs chez les patients souffrant d'HSI, d'où la nécessité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la calcification artérielle. La protéine Gla de la matrice (MGP) est une protéine anti-calcifiante dépendante de la vitamine K, qui doit être γ-carboxylée pour être active. Deux enzymes sont responsables de la γ-carboxylation, soit la γ-glutamyl-carboxylase et la vitamine K époxyde réductase (VKOR). Plusieurs études récentes ont indiqué que la calcification vasculaire semblait être associée à une réduction de la γ-carboxylation de la MGP, et à un déficit en vitamine K. La modulation de l'expression et/ou de l'activité de la γ-carboxylase et de la VKOR et l'impact de cette modulation sur la γ-carboxylation de la MGP en présence de diabète n'est pas connue. L'objectif principal de cette thèse était de déterminer les mécanismes impliqués dans l'accélération de la rigidité artérielle causée par la calcification des gros troncs artériels dans le diabète. Nous avons ainsi confirmé, dans un modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète de type 1, que la γ-carboxylation de la MGP était bel et bien altérée au niveau aortique. En fait, nous avons démontré que la quantité de MGP active (i.e. MGP γ-carboxylée, cMGP) au sein de la paroi vasculaire est diminuée significativement. Parallèlement, l'expression de la γ-carboxylase était diminuée de façon importante, alors que ni l'expression ni l'activité de la VKOR n'étaient modifiées. La diminution de l'expression de la γ-carboxylase a pu être reproduite dans un modèle ex vivo d'hyperglycémie. À l'aide de ce modèle, nous avons démontré que la supplémentation en vitamine K dans le milieu de culture prévenait la diminution de l'expression de la γ-carboxylase, alors que les animaux diabétiques de notre modèle in vivo avaient des concentrations plasmatiques de vitamine K pratiquement triplées. D'autre part, l'étude des voies de signalisation impliquées a révélé que la voie PKCβ pourrait être responsable de l'altération de la γ-carboxylase. Ces résultats génèrent de nouvelles pistes de réflexion et de nouvelles idées de recherche. Par exemple, il serait important de vérifier l'effet de la supplémentation en vitamine K dans le modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète pour évaluer l'effet sur la γ-carboxylation de la MGP et par le fait même, sur la calcification vasculaire. De plus, l'évaluation de l'effet de l'administration de molécules ciblant la voie PKC chez ce même modèle animal permettrait de déterminer leur impact sur le développement de la calcification vasculaire et d'évaluer leur potentiel thérapeutique. Selon les résultats de ces études, de nouvelles options pourraient alors être à notre disposition pour prévenir ou traiter la calcification artérielle médiale associée au diabète, ce qui aurait pour effet de ralentir le développement de la rigidité artérielle et d'ainsi diminuer le risque cardiovasculaire associé à l'HSI. / Arterial stiffness contributes to the development of isolated systolic hypertension (ISH), the most prevalent form of hypertension in the elderly. Arterial stiffness, due in part to the calcification of large arteries, is accelerated by 15 years in diabetic patients. It is suggested that vascular calcification could be responsible for the resistance to anti-hypertensive agents in patients suffering from ISH, emphasizing the need of developing new therapies directly targeting vascular calcification. The matrix Gla protein (MGP) is a vitamin K-dependent secretory protein post-transtionnaly modified by the enzyme γ-glutamyl-carboxylase. This post-translational modification renders MGP active, i.e. able to inhibit vascular calcification (cMGP). Another enzyme, the vitamin K oxidoreductase (VKOR) is necessary to ensure the recycling of vitamin K from the epoxide to hydroquinone, the form used by the γ-carboxylase. Recent studies have shown that vascular calcification is associated with increased levels of under-carboxylated MGP (ucMGP), and vitamin K deficiency. However, the modulation of the expression or the activity of the enzymes involved in γ-carboxylation, as well as the impact of this modulation is currently unknown. The goal of this research project was to study the mechanisms involved in the accelerated development of arterial stiffness in diabetes due to increased vascular calcification of large arteries. In a rat model of type 1 diabetes with increased arterial stiffness, we demonstrated that aortic MGP γ-carboxylation was altered. In fact, the amount of active MGP was reduced in the arterial wall, coupled with a marked reduction of γ-carboxylase expression. However, neither VKOR expression nor activity was modified. This alteration of the γ-carboxylase was reproduced in an ex vivo model of hyperglycemia. In this model, vitamin K supplementation prevented the reduction of γ-carboxylase expression, whereas surprisingly, plasma levels of vitamin K were increased in diabetic rats compared to controls. The PKC signaling pathway has been identified as the pathway involved in the γ-carboxylase alteration. Our results provide multiple new research ideas. For instance, it would be important to study the effect of vitamin K supplementation in an animal model of diabetes-associated arterial stiffness, to gain insight into its impact on γ-carboxylase and MGP γ-carboxylation, and ultimately on vascular calcification. Moreover, it would be very interesting to determine the effect of molecules affecting the PKC pathway on vascular calcification in this model, which would allow for a better understanding of their therapeutic potential. Depending on the results of these experiments, we could have at our disposition new therapeutic options to prevent and treat vascular calcification, which would have the potential to slow down the acceleration of arterial stiffness in diabetic patients and reduce the cardiovascular risk associated with ISH.

La rigidité artérielle est considérée comme un facteur de risque important pour le développement du déclin cognitif. Toutefois, les effets précis de la rigidité artérielle sur le cerveau sont peu connus et, à ce jour, aucun modèle animal ne permet d’étudier l’effet isolé de ce facteur sur l’homéostasie cérébrale. Dans cette étude, nous avons développé un nouveau modèle de rigidité artérielle qui se base sur la calcification de l’artère carotide chez la souris. Au niveau artériel, ce modèle présente une fragmentation de l’élastine, une augmentation de la distribution du collagène et de l’épaisseur intima-média ainsi qu’une diminution de la compliance et de la distensibilité artérielles démontrant la rigidité artérielle. De plus, le modèle ne présente pas d’augmentation de pression artérielle ni de changement de rayon du lumen indiquant une absence d’hypoperfusion globale et d’anévrisme. Au niveau cérébral, les résultats montrent que la rigidité artérielle induit une augmentation de la pulsatilité du flux sanguin cérébral menant ainsi à une augmentation du stress oxydatif. Ce dernier induit une inflammation cérébrale, détectée par l’activation de la microglie et des astrocytes, induisant ultimement une neurodégénérescence. Ces effets sont surtout observés au niveau de l’hippocampe, la région cruciale pour la mémoire et la cognition. Ainsi, cette étude montre que la rigidité artérielle altère l’homéostasie cérébrale et mérite d’être considérée comme une cible potentielle dans la prévention et le traitement des dysfonctions cognitives chez les personnes âgées. / Arterial stiffness is considered as an important risk factor for the development of cognitive decline in the elderly population. However, its precise effects on the brain are unknown and, to date, no animal model allows to study the precise outcome of arterial stiffness on the brain homeostasis. In this study, we developed a new animal model of arterial stiffness based on the calcification of the carotid artery in mice. On the arterial level, this model shows a fragmentation of elastin, increased collagen distribution and intima-media thickness as well as decreased arterial compliance and distensibility, thus fulfilling the major arterial stiffness properties. In addition, this model does not a show an increase in blood pressure or change in arterial lumen radius indicating a lack of global hypoperfusion and aneurysm. Regarding the brain, the results show that arterial stiffness induces an increase in cerebral blood flow pulsatility leading to increased oxidative stress. Oxidative stress induces brain inflammation, detected by the activation of microglia and astrocytes, ultimately leading to neurodegeneration. These effects are particularly observed in the hippocampus, a crucial area for memory and cognition. Thus, this study shows that arterial stiffness alters brain homeostasis and therefore should be considered as a potential therapeutical target for the prevention and treatment of cognitive dysfunction in the elderly.

Réalisé en cotutelle avec l'Université de Lorraine (France) / Ce projet traite de la programmation développementale de l’hypertension artérielle (HTA) à travers des influences néonatales précoces pouvant moduler le développement vasculaire. Les bébés prématurés présentent des défenses antioxydantes diminuées comparés aux nouveau-nés à terme et sont exposés à la naissance à des concentrations élevées en oxygène (O2) engendrant la production d’espèces réactives de l’O2 (ERO). Les conséquences vasculaires à long terme de dommages liés aux ERO en période néonatale et les mécanismes impliqués sont très partiellement compris. Les précédents résultats du laboratoire ont montré qu’un stress hyperoxique néonatal conduit chez le rat adulte à de l’HTA, une dysfonction endothéliale et une rigidité artérielle, éléments de vieillissement vasculaire. Nous émettons l'hypothèse qu'un stress hyperoxique néonatale conduit à long terme à l'altération de la structure vasculaire et à un vieillissement vasculaire précoce. Nous avons démontré une diminution de la prolifération cellulaire, une capacité angiogénique altérée, des dommages à l’ADN et une augmentation de l’expression de protéines de sénescences (des indices de sénescence cellulaire) au-delà de la période néonatale suite à une exposition brève à l’O2 au niveau vasculaire dans un modèle animal (ratons Sprague-Dawley exposés à 80 % d’O2 du 3ème au 10ème jour de vie comparés à des ratons restés à l’air ambiant) et cellulaire (cellules musculaires lisses d'aortes thoraciques d'embryon de rat exposées à 40% O2 pendant 24h ou 48h, puis remises en normoxie pendant 96h). De plus, des altérations des composants de la structure vasculaire indiquant un remodelage vasculaire aortique ont été mises en évidence. Ces changements précèdent tous l’HTA et la dysfonction vasculaire observées dans le modèle animal à l’âge adulte et pourraient y contribuer. L’étude de jeunes adultes nés < 29 semaines comparés à des jeunes adultes nés à terme indique une augmentation de marqueurs de rigidité artérielle (indices d’un vieillissement vasculaire précoce) chez la population prématurée. L’ensemble des résultats démontre un vieillissement vasculaire précoce après une exposition néonatale transitoire à un stress hyperoxique permettant une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans la survenue des troubles vasculaires retrouvés chez l’adulte et contribue à la mise en place de moyens de prévention chez des patients prématurés. / The scope of this thesis is developmental programming of arterial high blood pressure (HBP) hypertension through early neonatal stimuli that may alter vascular development. Premature newborns have decreased antioxidant defenses compared to term babies and are exposed upon birth to high oxygen (O2) concentration, causing reactive oxygen species (ROS) production. Long term vascular consequences of ROS related damage during the neonatal period and the mechanisms involved remain unknown. Recent data from the laboratory show that neonatal hyperoxic stress leads in adult rat to HBP, endothelial dysfunction and arterial rigidity, characteristic features of vascular aging. We hypothesize that a neonatal hyperoxic stress leads to long term vascular structure alteration explained by an early aging of the vascular system. We showed a decreased proliferation rate, an altered angiogenic capacity, as well as long term DNA damage and increased expression of senescence proteins at a vascular level following O2 exposure in the animal (male Sprague-Dawley pups kept at 80% O2 from postnatal days 3 to 10 vs. rats remained in room air) and cellular models (embryonic vascular smooth muscle cells from rat thoracic aorta exposed to 40% O2 for 24h or 48h followed by 96h recovery in control conditions). In addition, alterations of vascular structure components indicating vascular remodeling was shown before the onset of the HBP at adult age. Those changes precede the HBP and vascular dysfunction observed in our animal model at adult age and could contribute to them. Study of young adults born before 29 weeks vs. young adults born at term showed that young adults born preterm present indices of arterial stiffness vs. term controls. Results of the present thesis demonstrate a major role of premature vascular aging in the surge of vascular diseases in adulthood and contribute to a better understanding of the patho-physiological mechanisms involved and could put into practice new prevention strategies among preterm patients.

L’impact de la perte racinaire sur l’ancrage d’Eugenia grandis Wight et de Pinus pinaster Ait ainsi que la capacité de trois différentes espèces d’arbres (Fagus sylvatica L, Abies alba Mill et Picea abies L) à résister au déracinement ou à la rupture sous l’effet d’un éboulement en pente raide ont été étudiés au moyen de tests de treuillage et le creusement de tranchées (tree winching and trenching tests) et les résultats ont été corrélés avec la structure du système racinaire. Aucune différence n’a été observée entre TMcrit et la distance de creusement de tranchée sur E. grandis. Les résultats obtenus ont révélé qu’en termes de rigidité rotationnelle de l’ancrage des arbres (TARS) et de TMcrit, la stabilité mécanique n’a pas été significativement affectée par le creusement de tranchées en sol argilo-sableux en raison de la profondeur d’enracinement des racines pivotantes (« sinker roots ») qui se sont formées près du tronc et en raison de la taille de la plaque racinaire qui augmente la rigidité et constitue donc une composante importante de l’ancrage d’E. grandis. Toutefois, pour P. pinaster, la stabilité mécanique a été significativement affectée par le creusement de tranchée, probablement en raison de la coupe des racines latérales qui a considérablement altéré la taille de la plaque racinaire et, en conséquence, la somme des surfaces en section (CSA= cross-sectional area) de la plupart des racines latérales et d’un certain nombre de racines traçantes, ce qui constitue une des composantes essentielles de l’ancrage d’arbres P. pinaster adultes plantés en podzol sableux. Pour les espèces forestières de protection plantées en pente raide, les résultats obtenus ont révélé que les espèces d’arbre présentant un système racinaire profondément enfoui et fortement ramifié avec une grande proportion de racines obliques (par exemple, le hêtre et le sapin pectiné) seront mieux ancrées et auront une meilleure fonction anti-éboulement que epicéa commun qui possède un système racinaire superficiel et peu profond. Les connaissances apportées par cette étude peuvent être utilisées pour la sélection et la production d’arbres qui résistent aux risques naturels ainsi qu’aux risques provoqués par l’Homme. / The impact of root loss on tree anchorage on Eugenia grandis Wight and Pinus pinaster Ait and the ability of three different trees species (Fagus sylvatica L, Abies alba Mill and Picea abies L) to resist uprooting or breakage due to rockfall on steep slopes were investigated using tree winching and trenching tests and results correlated to root system architecture. No differences were found between TMcrit and trenching distance in E. grandis trees. The results showed that in terms of Tree Anchorage Rotational Stiffness (TARS) and TMcrit, mechanical stability was not significantly affected by trenching on sandy clay soil, due to rooting depth of the sinkers which occurred close to the trunk and root plate size which provide greater stiffness thus play a major component of anchorage in E. grandis. However, in P. pinaster, mechanical stability was significantly affected by trenching, possibly due to severing of lateral roots greatly altered the size of the root plate and subsequently root CSA of major lateral roots and number of sinkers, which are crucial components in anchorage of mature P. pinaster trees grown on sandy podzol soil. For protection forest species grown on steep slopes, the results showed that tree species with deep, highly branched root systems with a higher proportion of oblique roots (e.g. European beech and Silver fir) will be better anchored and provide better protective function against rockfall as compared to Norway spruce that possessed a superficial plate-like root system. The knowledge gained from this study can be utilized in selection and production of trees which are resistant to both man made or natural hazards.

Cette thèse est constituée de cinq parties distinctes. La première partie est consacrée au problème de rigidité quasi-symétrique associé à un nouveau modèle de tapis de Sierpinski, qui ne sont pas quasi-symétriquement équivalent aux tapis de Sierpinski usuels. La seconde partie est une discussion portant sur la géométrie quasi-symétrique des ensembles de tapis de Julia, incluant en outre le quasi-cercle uniforme, ainsi que certaines propriétés de séparation uniforme. Lors de la troisième partie, nous déterminerons une condition permettant de savoir quand deux rayons externes d'un polynôme tendent vers un même point. Comme application, nous montrerons également la monotonie de l'entropie associée à une famille de polynômes quadratiques. La quatrième partie est inspirée du travail récent de Cui Guizhen et Tan Lei. En utilisant des outils classiques (module d'anneau et chirurgie quasi-conforme), nous étudierons la convergence de certains rayons en campagne locus espace des paramètres. Enfin, la dernière partie pore sur la famille des transformations de renormalisations générées. Plus précisément, cette partie abordera la connexité de ces ensembles de Julia, et le lieu de confinement dans l'espace des paramètres, ainsi que la formule asymptotique de la dimension d'Hausdorff des ensembles de Julia. / The thesis consists of five parts. The first part is concerned with the quasisymmetric rigidity of a new Sierpinski carpet, which are not quasis-ymmetrically equivalent to the standard Sierpinski carpets. The second part discusses the quasisymmetrically geometry of the carpet Julia sets, including the uniformly quasicircle and uniformly separated properties. The third part is to determine when two external rays of a polynomial land at the same point. As an application, we also show the monotonicity of core-entropy on a family of quadratic polynomials. In the fourth part, following Cui and Tan's work, we use the classic tools modulus of annulus and quasi-conformal surgery to study the landing of some parameter rays in shift locus parameter space. The last part discusses a family of generated renormal-ization transformations. Specifically, it is on the connec-tivity of its Julia sets and the non-escaping locus in its parameter space, the asymptotic formula of the Hausdorff dimention of the Julia sets.