Les mécanismes physiques de la perte de masse des étoiles évoluées sont encore largement inconnus. Ce processus essentiel est pourtant le moteur principal de l'évolution chimique du milieu interstellaire. Pour les supergéantes rouges (SGR), le déclenchement de l'éjection de la matière et les mécanismes de condensation de la poussière demeurent mal compris. La façon dont les géantes rouges parviennent à former des nébuleuses planétaires non-Sphériques est aussi inconnue. Au cours de ma thèse j'ai étudié des étoiles évoluées grâce à des techniques de haute résolution angulaire permettant de détailler leur surface et leur environnement proche où se trouve l'origine de la perte de masse. À partir d'observations interférométriques en infrarouge (IR), j'ai caractérisé l'enveloppe de vapeur d'eau et de monoxyde de carbone de la SGR Bételgeuse. J'ai également suivi l'évolution d'un point chaud à sa surface et analysé la structure de sa convection ainsi que celle d'Antarès (une autre SGR très proche) grâce à des simulations hydrodynamiques radiatives. L'imagerie à la limite de diffraction (optique adaptative en IR, télescope spatial en ultraviolet) m'a permis d'étudier l'évolution des inhomogénéités de l'enveloppe circumstellaire de Bételgeuse et découvrir un disque circumstellaire autour de L2 Puppis, une étoile de la branche asymptotique des géantes. Ces observations multi-Longueurs d'onde, répétées à plusieurs époques, m'ont permis d'initier un suivi temporel et d'apporter des informations sur la dynamique en jeu. Renouvelé sur un plus grand échantillon d'étoiles dans les années à venir, ce programme permettra de mieux appréhender la perte de masse des étoiles évoluées. / Mass loss of evolved stars is still largely mysterious, despite its importance as the main evolution engine for the chemical composition of the interstellar medium. For red supergiants (RSG), the triggering of the outflow and the mechanism of dust condensation remain unknown. Concerning red giant stars, we still do not know how their mass loss is able to form a bipolar planetary nebula. During my PhD thesis, I observed evolved stars with high angular resolution techniques. They allowed us to study the surface and the close environment of these stars, from where mass loss originates. With near-Infrared interferometric observations, I characterized the water vapor and carbon monoxide envelope of the nearby RSG Betelgeuse. I also monitored a hot spot on its surface and analyzed the structure of its convection, as well as that of Antares (another very nearby supergiant) thanks to radiative hydrodynamical simulations. Diffraction-Limited imaging techniques (near-Infrared adaptive optics, ultraviolet space telescope) allowed me to observe the evolution of inhomogeneities in the circumstellar envelope of Betelgeuse and to discover a circumstellar disk around L2 Puppis, an asymptotic giant branch star. These multi-Scale and multi-Wavelength observations obtained at several epochs allowed us to monitor the evolution of the structures and to derive information on the dynamics of the stellar environment. With a wider stellar sample expected in the next few years, this observing program will allow a better understanding of the mass loss of evolved stars.

A l'instar de la sismologie terrestre, l'astérosismologie est l'étude des tremblements d'étoiles. Ces vibrations internes sont observées via les variations de luminosité (ou de vitesse) qui se manifestent à leurs surfaces. A partir de ces séries temporelles, on calcule les spectres de puissance qui contiennent une véritable mine d'informations. En particulier, pour les pulsateurs de types solaires, nous pouvons observer le signal de la granulation ainsi que les modes propres d'oscillations stellaires qui sont tous deux une conséquence directe de la convection dans l'enveloppe de l'étoile. L'astérosismologie permet de sonder l'intérieur des étoiles comme une échographie. Par ailleurs, avec les grands relevés de photométrie spatiale CoRoT et Kepler, un nouveau champ d'application pour la sismologie est apparu. En effet, il est possible de caractériser au premier ordre les spectres d'oscillations des pulsateurs de types solaires à partir de quelques indices que nous appellerons indices sismiques. Ces derniers permettent via des relations simples d'estimer les paramètres fondamentaux de ces étoiles. Cela fait de l'astérosismologie un outil très puissant pour l'étude des populations stellaires.Dans la perspective du développement de la base de données Stellar Seismic Indices (SSI - Ouverture de la base SSI prévue pour l'été 2016. Lien vers la base: http://ssi.lesia.obspm.fr/), l'objet de ma thèse a été de développer une méthode automatique capable d'extraire simultanément les indices sismiques et les paramètres caractérisant la granulation des pulsateurs de types solaires. Cette méthode, appelée MLEUP, a été pour l'instant optimisée pour les géantes rouges car CoRoT et Kepler ont observé plusieurs dizaines de milliers de géantes rouges contre quelques centaines de pulsateurs de type solaire de séquence principale. Le MLEUP présente un avantage majeur par rapport à la plupart des méthodes existantes : il utilise le patron universel d'oscillations (UP) des géantes rouges comme modèle d'ajustement du spectre d'oscillations, ce qui permet d'analyser le spectre non lissé, donc non dégradé, et d'ajuster simultanément la composante de granulation et celle des oscillations par l'estimation du maximum de vraisemblance (MLE). Le MLEUP a dans un premier temps été testé par des simulations Monte Carlo afin de quantifier ses performances. Ces dernières se sont révélées très bonnes, avec de faibles biais et dispersions. Dans un second temps, nous avons appliqué le MLEUP à plus de 36.500 étoiles observées par CoRoT et Kepler, parmi lesquelles nous obtenons les indices sismiques et les paramètres de la granulation pour plus de 13.500 étoiles. Ces résultats ont d'ores et déjà été utilisés dans plusieurs travaux et leur utilisation devrait s'intensifier rapidement. / Like terrestrial seismology, asteroseismology is the study of star quakes. These internal vibrations are detected by observing the luminosity (or velocity) variations at the stellar surfaces. From these time series, one computes power spectra which contain a wealth of information. In particular, for solar-like pulsators, we are able to observe the signal of granulation as well as the eigenmodes of stellar oscillations, both of which are a direct consequence of the convection in the star's envelope. Asteroseismology allows us to probe the interior of stars much like an ultrasound. Furthermore, with the large spatial photometric surveys CoRoT and Kepler, a new scope for seismology appeared. Indeed, it is possible to characterise to first order the oscillation spectra of solar-like pulsators with few indices or parameters, called seismic indices. Using simple relations, they allow us to estimate fundamental parameters of these stars. Asteroseismology is by consequence a very powerful tool for the study of stellar populations.In the perspective of the development of the Stellar Seismic Indices (SSI - The opening of the SSI database is planned for the summer of 2016, see http://ssi.lesia.obspm.fr/).) database, the purpose of my thesis was to develop an automatic method able to extract simultaneously the seismic indices and the parameters characterizing the granulation signature of solar-like pulsators. This method, called MLEUP, was optimized for red giants because for the few hundred main-sequence solar-like pulsators observed by CoRoT and Kepler, several tens of thousands of red giants have been observed by these same missions. MLEUP has a major advantage over most existing methods: it relies on the use red-giant stellar oscillation universal pattern (UP) to fit the oscillation spectra. This allows us to analyse the unsmoothed spectrum and fit simultaneously both granulation and oscillations with the maximum likelihood estimate (MLE).As a first step, MLEUP was tested on Monte Carlo simulations in order to quantify its performances. These simulations have revealed that MLEUP achieves very good performances, with low biases and dispersions. As a second step, we applied MLEUP to more than 36,500 stars observed by CoRoT and Kepler, thereby yielding seismic indices and granulation parameters for more than 13,500 stars. Those results have already been used in several works and are expected to be used in many more.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Le travail a été réalisé en collaboration avec le laboratoire de mécanique acoustique de Marseille, France. Les simulations ont été menées avec les langages Matlab et C. Ce projet s'inscrit dans le champ de recherche dénommé caractérisation tissulaire par ultrasons. / Plusieurs études ont démontré une association entre l’agrégation érythrocytaire du milieu sanguin et plusieurs anomalies hémorhéologiques. Cette agrégation peut être quantifiée à l'aide du coefficient de rétrodiffusion ultrasonore. Pour décrire l’interaction entre l'onde ultrasonore et les tissus biologiques, on se sert de modèles. Ainsi, le modèle de facteur de structure (MFS) est utilisé pour évaluer le coefficient de rétrodiffusion des globules rouges agrégés. Toutefois, ce modèle numérique ne permet pas des mesures en temps réel du niveau d’agrégation et n'informe pas sur la structure du milieu sanguin comme par exemple la taille de l’agrégat. Pour pallier à ces difficultés, nous proposons un modèle où la théorie du milieu effectif est combinée au modèle de facteur de structure. Tout en permettant une mesure en temps réel de l’agrégation, ce modèle nommé TMEMFS fournit en plus deux indices structuraux de l’agrégation: le rayon de l’agrégat ainsi que sa compacité. Par le biais de simulations numériques en 3D, on a comparé le coefficient de rétrodiffusion suivant les modèles MFS et TMEMFS. Ceci dans le but de vérifier que dans la solution du problème direct, les propriétés acoustiques des globules rouges et les propriétés structurales du milieu agrégeant correspondaient à la réalité. Pour simuler des agrégats de globules rouges, une disposition hexagonale compacte a été utilisée. Les effets du rayon et de la compacité sur le coefficient de rétrodiffusion ont été étudiés. Basé sur la microstructure sanguine considérée, les résultats obtenus avec le modèle TMEMFS sont semblables à ceux du modèle MFS. Ce travail constitue un support théorique pour une mesure quantitative in vivo de l’agrégation érythrocytaire à des fins diagnostics. / Many studies have reported that an enhanced level of red blood cell aggregation is associated with the presence of hemorheological disorders. Pathological aggregation has been characterized by quantitative ultrasound based on the backscattering coefficient. In order to describe the interaction between the incident ultrasound and the interrogated biological tissues, mathematical models are used. Mathematical modeling is known to be the optimal way to describe the interaction occurring between ultrasound and tissues at the cellular level. The structure factor model (SFM), considered as the exact scattering model has been developed to predict the backscattering coefficient from blood. However, the numerical SFM cannot be applied in real time for practical measurements and does not provide aggregate size to assess the level of aggregation. Therefore, we come up with a new model based on the effective medium theory in order to tackle this difficulty. The effective medium theory combined with the structure factor model (EMTSFM) can be applied in real time and contrary to the SFM provides two indices of the aggregate state in vivo: aggregate size and compactness. Based on a 3D simulation study, the backscattering coefficients (BSCs) predicted by the effective medium theory combined with the Structure Factor Model (EMTSFM) are compared to the BSCs computed with SFM. Our aim here is to assess the accuracy of the EMTSFM against the SFM by comparing their BSC in the framework of a forward problem, i.e., the calculation of the BSC from the known acoustic and structure aggregate parameters. This was done in order to validate the proposed model. To simulate aggregates, RBCs are stacked following a hexagonal close packing scheme. The influences of the aggregate radius and compactness on the BSC are studied as well. The results showed good agreement between the SFM and the EMTSFM based on our simulated microstructure of RBC aggregates. Our work provides thus the theoretical background to assess locally the aggregation level for diagnosis purposes.

L’astérosismologie consiste à sonder les intérieurs stellaires en détectant les ondes sismiques qui s’y propagent. Les géantes rouges, des étoiles évoluées peu massives dont l’hydrogène du cœur est épuisé, sont des pulsateurs de type solaire présentant des modes mixtes qui nous permettent d’accéder directement aux propriétés physiques de leur cœur. Les mesures sismiques disponibles indiquent qu’un ou plusieurs mécanismes physiques encore mal compris contrebalancent l’accélération de la rotation du cœur sous l’effet de sa contraction, en transportant du moment cinétique. La majeure partie de cette thèse a été consacrée au développement d’une méthode permettant une mesure aussi automatisée que possible de la rotation moyenne du cœur des étoiles de la branche des géantes rouges observées par le satellite Kepler (NASA). Les mesures obtenues pour environ 900 étoiles mettent en évidence que la rotation du cœur est à peu près constante le long de la branche des géantes rouges,avec des valeurs indépendantes de la masse des étoiles. Le deuxième volet de cette thèse est consacré à l’interprétation de ces résultats basée sur la modélisation stellaire. L’enjeu consiste à utiliser les mesures à grande échelle obtenues durant la première partie pour caractériser la quantité de moment cinétique qui doit être extraite localement de chaque région du cœur, à différents instants sur la branche des géantes rouges, pour différentes masses stellaires. / Asteroseismology consists in probing stellar interiors through the detection of seismic waves. Red giants are evolved low-mass stars that have exhausted hydrogen in their core. These stars are solar-type pulsators presenting mixed modes that allow us to have a direct access to the physical properties of their core. The available seismic measurements indicate that one or several mechanisms that remain poorly understood counterbalance the acceleration ofthe core rotation, resulting from its contraction, by transporting angularmomentum. The greatest part of this PhD thesis was devoted to the development of a method allowing a measurement as automated as possible of the mean core rotation of stars on the red giant branch that were observed by the Kepler satellite (NASA). The measurements that were derived for almost 900 stars highlight that the core rotation is almost constant along the red giant branch, with values largely independent of the stellar mass. The second part of this PhD thesis is devoted to the interpretation of these results based on stellar modelling. The challenge consists in using the large-scale measurements obtainedin the first part to characterise the quantity of angular momentum that has to be extracted from each layer of the core, at different timesteps on the red giant branch, for different stellar masses.

Notre thèse porte sur la question carcérale et la gauche révolutionnaire en Italie dans les années 1970 et 1980.La question carcérale devient centrale, en Italie, à partir des années 1970 : ce sont des années de révolte et de revendications de masse, mais aussi la période des mouvements de lutte armée. À ce moment-là, l'État se retrouve confronté à un double problème : d'une part, celui de la réforme du système pénitentiaire, avec des prisons vétustes et des règlements archaïques hérités de la période fasciste, et d'autre part la montée en puissance des mouvements extra-parlementaires et de la lutte armée, qui ne cessent d'augmenter la population carcérale.Cette étude vise à analyser le rôle joué par le système carcéral pendant cette période de crise pour la jeune République italienne, et ceci selon plusieurs points de vue. Nous analysons, d'une part, le mouvement revendicatif des détenus de droit commun, qui se politisent au contact des jeunes extra-parlementaires arrêtés après leurs manifestations. D'autre part, nous étudions la montée en flèche de la violence révolutionnaire qui s'oppose à un État qui, de son côté, accroît l'intensité de la répression et met en place des mesures d'urgence pour contrer la dissidence. Cette confrontation donne naissance à une période particulièrement violente, où la prison fini par assumer une fonction de gestion du conflit politique.À travers la description d'un corpus très varié (articles de journaux, tracts, documents théoriques, documents militants de revendication, archives ministérielles, archives de l'administration pénitentiaire) mais aussi des textes historiographiques et des témoignages directs, cette étude pose la question plus générale du rôle central de l'univers carcéral, comme une véritable clé de lecture sociopolitique des années 70 et 80 italiennes. / Our thesis focuses on the prison issue and the revolutionary Left in Italy during the 1970s and 1980s.The prison question becomes central in Italy from the 1970s: these are the years of revolt and mass claims, but also the period of the armed struggle. At that time, the State faces a double problem: first, the necessary reform of the prison system, with prisons in dilapidated state and archaic regulations inherited from the fascist period ; and secondly the rise of extra-parliamentary movements and armed struggle, which are both increasing the prison population.This study aims at analyzing the part played by the prison system during this crisis period in the young Italian Republic, according to several points of view. We analyze, on the one hand, the protest movement of the common criminals who politicize themselves in contact with the young extra-parliamentary people arrested after their demonstrations. On the other hand, we study the soaring revolutionary violence that opposes the State which, in turn, increases the intensity of repression and sets up emergency measures to counter dissidence. This confrontation gives rise to a particularly violent period in which the prison finally takes up a role of political conflict management.Through the description of a varied corpus (newspaper articles, pamphlets, theoretical documents, activists claim, ministerial archives, archives of the prison administration) as well as historical texts and eyewitness accounts, this study raises the more general question of the prison system as a central key to sociopolitical reading of the Italian Seventies and Eighties.

La circulation sanguine joue un rôle vital en microcirculation, et ce pour le transport de l'oxygène, le dioxide de carbone et d'autres nutriments. Les globules rouges (GR) constituent la majorité des cellules du sang, c'est pourquoi par "écoulement sanguin", nous entendrons "écoulement d'une suspension de GR". Pendant longtemps l'écoulement sanguin était vu comme un phénomène passif où les GR sont considérés comme des cargos d'oxygène. La vision moderne est tout autre: l'écoulement sanguin est bel et bien un phénomène actif. Les GR ainsi que les cellules endothéliales (qui tapissent les faces internes des vaisseaux sanguins) sont impliquées dans un grand nombre de signalisations biochimiques induites par les contraintes hydrodynamiques, la route vers des régulations vasomotrices sans l'intervention du système nerveux. Par exemple, les GR ne transportent pas que l'oxygène, mais également de l'ATP (adenosine triphosphate), qui est libérée suite à des changements de conformation de protéines membranaires induite par les contraintes hydrodynamiques. Cette thèse est dédiée à la circulation sanguine et son couplage avec la signalisation biochimique ayant lieu en microcirculation. Plus précisément, les questions traités dans cette thèse sont i) la dynamique des GR, ii) le problème de la diffiusion-advection d'espèces chimiques au sein des écoulements sanguins, et iii) le rôle de la géométrie des réseaux vasculaires dans le processus de la signalisation biochimique mentionnés plus haut. Dans un premier temps nous analysons la dynamique de GR dans un écoulement de Poiseuille en présence de valeurs réalistes de contraste de viscosité. Dans un deuxième temps nous développons un modèle de diffusion-advection et le couplons aux écoulements sanguins en adoptant la méthode de Boltzmann sur réseaux; nous exploitons ensuite formulation en l'appliquant au problème de la libération de l'ATP par les GR sous écoulement. Enfin nous présentons des résultats préliminaires pour la problématique générale de l'écoulement sanguin mettant en jeu l'ATP libéré par les GR et la signalisation de calcium par les cellules endothéliales. Cette étude constitue un premier pas vers le problème général et ambitieux de la régulation locale mechano-biochimique impliquée dans la microcirculation. / Blood flow in microcirculation is vital for oxygen, carbon dioxide and nutrients transport. Most of blood cells are red blood cells (RBCs), so that by blood flow we mean flow of a suspension of RBCs. For long time blood flow has been mainly considered as a passive phenomenon, in which RBCs are viewed as passive carriers of oxygen. The modern view is completely different: blood flow is more active than we thought. The RBCs as well as vascular endothelial cells covering the internal walls of blood vessels are involved in a number of biochemical signaling processes that are triggered by shear stress eliciting a number of biochemical events, and ultimately resulting into vasomotor regulation without participation of the nerve system. For example, RBCs do not only carry oxygen but also ATP (adenosine triphosphate) , the release of which occurs thanks to changes of RBC membrane protein conformations caused by shear stress. Released ATP reacts with some endothelial membrane receptors leading to vasodilation. This thesis is devoted to blood flow and its coupling to biochemical signaling. More precisely, we investigate i) the dynamics of RBCs, ii) the advection diffusion of chemicals in blood flow and the role of iii) the geometry of vessel networks, in the mentioned signaling processes in microcirculations. Firstly, we study the RBC dynamics in a pipe flow with realistic viscosity contrast values, where a link between shape dynamics and rheology is established. Secondly, we develop an advection-diffusion solver that can handle general moving curved boundaries based on lattice-Boltzmann method (LBM); we then implement it for the study of the problem of ATP release from RBCs under shear flow. Membrane tension and deformation induced by shear stress together with vessel network geometry contribute to ATP release. Finally we demonstrate the capability of applying our model and our numerical tool to the complete problem of blood under flow involving ATP release from RBCs and endothelial calcium signaling as a preliminary step to the ambitious task of mechano-involved local regulation events in microcirculation.

Le comportement de recherche alimentaire varie tout au long de la vie des oiseaux marins selon divers facteurs qui peuvent être liés au cycle de vie ou à l’habitat. Cependant, aucune étude n’avait auparavant abordé ces différents facteurs de variation chez une seule et même espèce. L’objectif de cette thèse était de distinguer la part fixe du comportement de recherche alimentaire de ses différents degrés de plasticité chez un oiseau marin pantropical, le fou à pieds rouges (Sula sula). Pour cela, des adultes et des juvéniles issus de différentes colonies ont été équipés de balises GPS afin d’étudier leurs trajets selon différents facteurs de variation intrinsèques (âge et stade de reproduction) et extrinsèques (forçages physiques, productivité primaire, compétition pour la ressource). Le comportement de recherche alimentaire des adultes variait de façon importante au sein d’une même colonie selon le stade de reproduction. Les trajets étaient plus courts pendant l'élevage du poussin, connu pour être particulièrement contraignant d’un point de vue énergétique, et plus longs pendant l’incubation et la période post-envol. Le suivi pluriannuel d’une des colonies a pu mettre en évidence la flexibilité du comportement lors de conditions environnementales défavorables. Des trajets plus longs étaient observés lors de la saison de reproduction qui présentait une diminution de la productivité et de l’activité tourbillonnaire locale. Une importante plasticité du comportement en fonction de l’habitat a pu être mise en évidence à l’échelle de l’aire de répartition de l’espèce. La durée et le rayon de prospection des trajets des adultes variaient considérablement selon les colonies, allant de trajets strictement diurnes à des trajets beaucoup plus longs qui incluaient plusieurs nuits passées en mer. Les fous à pieds rouges ne semblaient pas cibler des zones particulièrement productives et la compétition intra- et interspécifique semblait expliquer en partie les différences observées entre les colonies. En revanche, tous les trajets possédaient généralement une structure similaire et augmentaient leur effort de recherche alimentaire en adoptant un comportement de recherche en zone restreinte (ARS). Le comportement des juvéniles, encore nourris par leurs parents après leur envol pendant une longue période de transition, a pu être décrit pour la première fois. Avec le temps, les juvéniles augmentaient le rayon de prospection de leurs trajets, qui restait considérablement inférieur à celui des adultes. Des associations en mer avec d’autres juvéniles étaient fréquemment identifiées. Cette longue période d’apprentissage semble permettre l’acquisition progressive de compétences complexes nécessaires à la recherche et à la capture de leurs proies. Si la plasticité comportementale des individus tend généralement à amortir les effets des conditions défavorables sur l'état de santé moyen d’une population, cette flexibilité est tout de même limitée. Dans le contexte actuel de changement global, l’évaluation de la plasticité comportementale s’avère alors nécessaire afin de mieux prévoir les conséquences de ces changements sur les populations. / Seabird foraging behaviour varies through time according to factors that may be related to life cycle stage and/or habitat. However, no study has previously investigated variation in these different factors and how they impact foraging behaviour in a single species simultaneously. The aim of this thesis was to distinguish the fixed part of foraging behaviour from its different degrees of plasticity in a pantropical seabird, the Red-footed booby (Sula sula). Adults and juveniles from different colonies were equipped with GPS tags to track their foraging trips according to several intrinsic (age and breeding stage) and extrinsic factors (physical forcing, primary productivity and competition for resources). Adult foraging behaviour varied significantly within the same colony according to breeding stage. Tracks were shorter during brooding, which is known to be a particularly energy-constraining time period, and longer during incubation and fledging. Multi-year monitoring at one of the colonies revealed flexibility in behaviour under adverse environmental conditions. Longer tracks were observed during breeding seasons with decreased productivity and eddy activity. High plasticity in foraging behaviour according to habitat was observed across the range of the species. The length and range of adult trips varied considerably among colonies, ranging from strictly diurnal to longer trips that included several nights spent at sea. Red-footed boobies did not appear to target particularly productive areas, and intra- and interspecific competition seemed to explain partly the differences observed between colonies. On the other hand, all the individuals showed similar trip structuring and increased searching effort by adopting area-restricted search (ARS) behaviours. The behaviour of juveniles, still fed by their parents after fledging during a long transition period, was described for the first time. Over time, juveniles increased trip ranges, which were considerably lower than that of adults. Associations at sea with other juveniles were frequently identified. This long learning period seems to be an adaptation allowing the gradual acquisition of the skills necessary for the search and capture of prey. While the behavioural plasticity of individuals tends to cushion the effects of unfavourable conditions at the population scale, this flexibility is still limited. In the current context of global change, assessment of behavioural plasticity is necessary in order to better predict the consequences of these changes on populations.

La grande majorité des colorants alimentaires naturels, utilisés dans la formulation des aliments et des boissons, proviennent des pigments extraits de matières premières végétales. Plusieurs couleurs dérivées de plantes peuvent entraîner des problèmes de formulation. Des facteurs, comme par exemple, la région, le climat, l'environnement, la variété cultivée, ont un effet de nuances de couleurs, de résistance et surtout de stabilité dans le produit final. Par ailleurs, les champignons filamenteux du genre Monascus, Penicillium et Talaromyces sont connus comme d'excellents producteurs de pigments rouges. Ces pigments intéressent de ce fait les industries car ils sont stables, non-toxiques et peuvent être utilisés comme colorants alimentaires.La recherche présentée dans le cadre de cette thèse de doctorat concerne la description des propriétés du pigment rouge que produit la souche de Talaromyces albobiverticillius isolée du milieu marin tropical autour de l'île de La Réunion. Les plans d’expérience (DOE) et la méthodologie des surfaces de réponses (RSM) ont été utilisés pour optimiser les conditions de culture et la formulation du milieu de fermentation, dans le but d'accroître les teneurs en polykétides colorés. Douze structures différentes ont été identifiées dans des extraits intracellulaires et extracellulaires des cultures fongiques, à l'aide de séparations et d'analyses spectroscopiques (HPLC-PDA-ESI/MS et RMN). Les pigments N-thréonine-monascorubramine, N-glutaryl-rubropunctamine et PP-O figurent ainsi parmi les 12 composants.Avec la demande croissante de composés colorés naturels dans le secteur industriel, les champignons isolés du milieu marin semblent présenter de nombreux intérêts. Des essais ont ainsi été menés afin d'étudier 1) l'amélioration des conditions de fermentation en fioles agitées ou en fermenteur de 2 litres; 2) les effets de la teneur en sel marin sur la synthèse des pigments; 3) des méthodes d'extraction respectueuses de l'environnement. Globalement, ces résultats font ressortir le grand potentiel des champignons marins produisant ce colorant rouge et la possibilité d'obtenir les colorants alimentaires adaptés. / It is well known that the vast majority of food colorants used in food and beverage applications comes from the pigments synthesized by plant materials. Besides, stability of many plant-derived colors can create formulation problems. Factors such as the region, the climate, the environment, the cultivar all impact colors shade, strength and overall stability in the final product. As an alternate, fungi of the genus Monascus, Penicillium and Talaromyces are known as excellent producers of red pigments. These red pigments are of industrial interest as they are stable and non-toxic and can be used as food colorants.This present research deals with the selection of high throughput red pigment producing Talaromyces albobiverticillius as a source of polyketide based natural food colorants. Design of Experiments (DoE) and Response Surface Methodology (RSM) have been used to optimize culture conditions and media formulation of fermentation process. Using Box Behnken Design (BBD), the influence of different physical factors on pigment and biomass production was studied using potato dextrose broth as culture media. The best optimal conditions were found to be with initial pH of 6.4, temperature of 24 °C, agitation speed of 164 rpm and fermentation time of 149 h gave 47.93 ± 0.58 mg /L of orange pigment, 196.28 ± 0.76 mg / L of red pigment and 12.58 ± 0.41 g /L of dry biomass. With the application of Plackett- Burman Design (PBD), 16 different media formulations were optimized using various carbon and nitrogen sources. When Sucrose and Yeast extract was used as a basal medium at 24° C, high pigment yield was observed: 695.93 ± 0.29 mg /L of orange pigment, 738.28 ± 0.51 mg / L of red pigment and 6.80 ± 0.37 g /L of dry biomass.Twelve different compounds were detected from the HPLC-PDA-ESI/MS analysis of intracellular and extracellular pigmented extracts. In particular, N-threonine-monascorubramine, N-glutaryl-rubropunctamine and PP-O were tentatively identified among these twelve compounds; further, this work reports for the first time on the PDA, MS and NMR characterization of the here named as N-GABA-monascorubramine derivative (6-[(Z)-2-Carboxyvinyl]-N-GABA-monascorubramine) pigment bearing a cis configuration at the C10-C11 double bond, in Talaromyces albobiverticillius 30548. Attempts were made to study the effects of sea salts on pigment synthesis; sustainable green extraction methods for pigments; upscaling of fermentation from shake flasks to laboratory fermenter. All these experiments with their results were discussed briefly as individual chapters. Overall, these findings bring out the potential of marine-derived red pigment producing fungi and its possibility of obtaining tailor made food colorants.

La famille des protéines MIPs est composée de canaux hydriques et de facilitateurs de glycérol. Parmi les canaux hydriques, certains sont sélectivement perm&ables à l'eau, les aquaporines (AQP1, AQP2,...), et les autres sont également perméables aux petits solutés comme le glycérol: les aquaglycéroporines, dont AQP3 fait partie. Nous avons montré dans un premier temps que la perméabilité au glycérol du globule rouge était due à la présence d'AQP3. Dans l'intention de mieux connaître quels étaient les éléments protéiques impliqués dans la sélectivité des protéines MIPs, nous avons construit des chimères entre AQP2 et AQP3. L'une d'entre elle, AQP3-AQP2 Cter, après expression dans l'ovocyte de Xénope, a permis de montrer que la partie C terminale cytoplasmique est impliquée dans le transport d'eau mais pas dans le transport de glycérol d'AQP3. Nous avons également montré que les ovocytes de xénope non matures possédaient des perméabilités à l'eau et au glycérol supérieurs à celles des ovocytes matures suggérant l'expression d'un canal ou d'un transporteur endogène. Enfin, nous avons envisagé de déterminer pour la première fois la structure quaternaire d'une aquaglycéroporine: AQP3. Alors qu'AQP1 dévoile sa forme tétramérique sur gradient de saccharose, après solubilisation en conditions non dénaturantes, AQP3 sédimente dans des fractions plus légères sous forme d'un monomère et d'un dimère très résistant au SDS et aux agents réducteurs hydrophiles. Nous n'avons pu conclure quant à son organisation dans les membranes du fait de son éventuelle sensibilité spécifique aux détergents non dénaturants utilisés. Nous avons donc engagé des études de microscopie électronique de cryofractures de membranes d'ovocytes exprimant AQP1 et AQP3. Nous en avons déduit que la taille d'AQP3 n'était pas suffisamment différente de celle d'AQP1 pour suggérer une organisation membranaire également différente.