L'infertilité affecte environ 15% des couples et l'étiologie est masculine dans la moitié des cas.Cette thèse étudie trois facteurs de l'infertilité masculine et se divise en deux parties décrites ci-dessous. Dans la première partie,l'équipement chromosomique et la fragmentation de I'ADN spermatique dans les gamètes d'hommes infertiles ont été étudiés par la technique FISH et TUNEL. Chez 4 patients présentant une mosaïque gonosomique, un taux élevé de gamètes aneuploïdes et de fragmentation de I'ADN spermatique a été observé. Concernant les l3 patients ayant une anomalie chromosomique de structure, l'équipement chromosomique et l'état de I'ADN spermatique ont été analysés dans chaque gamète. Les résultats montrent que les gamètes chromosomiquement déséquilibrés ont un ADN plus fragmenté que ceux dont l'équipement chromosomique est normal ou équilibré. Dans la deuxième partie, la mise au point d'une technique d'étude du transcriptome dans les spermatozoïdes a été faite sur des échantillons de sperme frais et congelé. La combinaison d'un gradient de densités discontinues et d'une lyse des cellules somatiques permet d'éliminer complètement des cellules somatiques en récupérant le maximum possible de spermatozoïdes dans le sperme. Le kit NucleoSpin RNA XS (Macherey Nagel) est plus adapté pour I'extraction d'ARN spermatiques que le kit d'extraction d'ARN de chez Qiagen. La pureté des ARN spermatiques est vérifiée par RT-PCR et le Bioanalyzer 2700. Ces deux méthodes donnent des résultats similaires et concordants. L'analyse de microarray montre que les spermatozoïdes frais ne partagent pas le même profil d'expression génétique que les spermatozoïdes congelés. / Infertility affects about 15% of couples with male factor found in half of the cases. This Ph.D thesisinvestigates three causes of male infertility including chromosomal abnormality, genetic disorderand factors related to alterations in sperm DNA quality. The thesis is organized into two parts.In the first part, the chromosomal equipment and sperm DNA fragmentation in gametes of infertilemen were assessed by FISH and TUNEL. On the one hand, a high rate of aneuploid gametes andsperm DNA fragmentation were observed in four patients with gonosomal mosaicism. On the otherhand, analysis of chromosomal equipment and sperm nuclear DNA in each gamete from 13 patientswith structural chromosome abnormalities showed that unbalanced gametes have more fragmentedDNA than normal or balanced ones.In the second part, a technique for analysing the transcriptome in spermatozoa was developed onfresh and frozen semen. In fact, the combination of a discontinuous density gradient and a somaticcell lysis solution makes it possible to completely eliminate somatic cells and to recover as manysperms in the semen as possible. The XS NucleoSpin RNA kit (Macherey Nagel) was found to bemore suitable for RNA extraction than the RNA extraction kit from Qiagen. The purity of sperm RNA was verified by both RT-PCR and the Bíoanalyzer 2100. These two methods have yieldedsimilar and consistent results. The microarray analysis showed that fresh sperms do not share thesame gene expression profile than frozen ones.

Chez les bactéries, la ségrégation du chromosome est initiée durant la phase de réplication. Des expériences de time lapse, utilisées pour observer que la dynamique des loci frères durant le cycle cellulaire, montrent que, chez Escherichia coli, les régions sœurs restent colocalisées pour une période significative dans les régions des macrodomaines du chromosome et pour une courte période dans les régions non-structurées. Nous nous sommes posés la question suivante: est ce que l’étape de colocalisation révèle une réelle cohésion entre les chromatides sœurs ? Pour y répondre, nous avons développé un outil génétique, alternatif aux outils de biologie cellulaire, permettant de mesurer la distance entre les chromatides sœurs de manière directe. La fréquence de recombinaison intermoléculaire médiée par la recombinase Cre entre les sites loxP positionnés sur les chromatides sœurs est mesurée pour différentes positions. De cette fréquence, nous avons pu déduire la proximité entre les chromatides sœurs. Nous révélons que les loci frères restent proche l’un de l’autre pour une courte période après la réplication. Nous appelons cette étape la cohésion moléculaire, celle-ci est dépendante du locus considéré. Nous montrons que les facteurs qui favorisent la colocalisation des foci frères n’augmentent pas nécessairement l’habilité des loci frères à recombiner. En effet, la protéine MatP, un acteur de la colocalisation des macrodomaines Ter, n’affecte pas la cohésion entre les deux copies de cette région. La Topoisomérase IV est un facteur essentiel à la ségrégation des chromosomes. En son absence, les chromosomes ne peuvent se ségréger et restent colocalisés dans la cellule. Nous révélons par le test de recombinaison que l’absence de Topoisométase IV dans les cellules provoque une augmentation des interactions entre chromatides sœurs. Au final, nous avons montré que l’étape de cohésion est différente de la colocalisation, que les mécanismes moléculaires diffèrent d’une étape à l’autre et que les liens de précaténation moduleraient la cohésion post-réplicative entre chromatides sœurs. / In bacteria, the segregation of the chromosome is initiated during the replication phase. Time lapse experiments, used to watch the dynamic of loci during cell cycle, showed, in Escherichia coli, that the sister loci remain colocalized for a significant amount of time in the macrodomain regions of the chromosome and for shorter period in the Non Structured regions. We asked the following question: does this colocalization step reveal a real cohesion between the sister chromatids? To answer, we have developed a genetic tool, alternative to cell biology tools, to measure the distance between sister chromatids directly. The frequency of intermolecular recombination mediated by Cre recombinase loxP sites located on sister chromatids was measured for various loci. From this frequency we were able to deduce the proximity of sister chromatids. We revealed that sister loci remained in close proximity for a short period following replication. We called this step molecular cohesion, it is dependent on the considered locus. We showed that factors that promote colocalisation of sister foci do not necessarily increase the ability of sister loci to recombine. Indeed, the MatP protein, an actor of macrodomain Ter colocalisation, does not affect the cohesion between the two copies of this region. The TopoIV is essential for the segregation of chromosomes. In its absence, the chromosomes can not segregate and remain colocalized in the cell. We reveal by recombinaison assy that the absence of Topoisomerase IV revealed an increase of interactions between sister chromatids. To conclude, we have shown that the cohesion step is different from the colocalisation step, the molecular mechanisms differ from one stage to another and précaténation links take part in the post-replicative cohesion between sister chromatids

Une approche couplée prenant en compte l’interaction de la plasticité cristalline et de la diffusion d’hydrogène a été établie et utilisée pour étudier le transport de l’hydrogène dans les agrégats polycristallins synthétiques de l’acier 316L avec des géométries de grains and des orientations cristallographiques différentes. Les champs mécaniques calculés à l’aide du code ZeBuLoN sont transférés dans un code de diffusion développé dans le cadre de ce travail. Une nouvelle formulation associée à un nouveau schéma numérique permet un calcul qui présente une bonne convergence. Les résultats des simulations montrent la redistribution de l’hydrogène dans les polycristaux due à la présence des hétérogénéités des contraintes hydrostatiques à l’échelle intragranulaire. L’effet de la vitesse de déformation a été quantitativement obtenu. Afin d’enrichir l’approche continue, un intérêt particulier est porté sur le rôle des joints de grains. Des simulations numériques d’un modèle atomique plan par plan ont été développées et appliquées aux bicristaux et aux structures de type ”bambou”. Les effets de puits ou de barrière induits par la présence des joints de grains sont clairement démontrés dans le cas du nickel pur. Pour reproduire ces effets dans les simulations de diffusion avec le modèle continue, une approche originale de simulation”multi-échelles” de la diffusion au joint de grain a été développée, et un nouveau régime de diffusion au joint de grain a été modélisé. / In the present work, we establish a one-way coupled crystal plasticity – hydrogen diffusion analysis and use this approach to study the hydrogen transport in artificial polycrystalline aggregates of 316L steel with different grain geometries and crystallographic orientation. The data about stress/strain fields computed at the microstructure scaleutilizing the crystal plasticity concept are transferred to the in-house diffusion code which was developed using a new numerical scheme for solving parabolic equations. In the case of initial uniform hydrogen content, the heterogeneity of the mechanical fields is shownto induce a redistribution of hydrogen in the microstructure. The effect of strain rate is clearly revealed. In the second part, hydrogen transport across grain boundaries is investigatedconsidering the specific diffusivity and segregation properties of these interfaces. Using a discrete atomic layer model, the retarding impact of grain boundaries is demonstrated on bicrystals and bamboo type membranes with and without external mechanical loading. To reproduce the effects observed in the atomistic simulations into the crystal plasticity – hydrogen diffusion model, a new physically based multi-scale method is proposed. Using this new approach we study the effect of grain boundary trapping kinetics on hydrogen diffusion and reveal a new grain boundary diffusion regime which has notbeen reported before.

Le vieillissement statique est un concept important dans la métallurgie qui se réfère à un durcissement de la matière ayant subi une déformation plastique et est ensuite vieilli pendant une certaine période de temps. La théorie proposée dans les années 1940 par Cottrell et Bilby explique ce phénomène comme étant causé par l'épinglage des dislocations par les impuretés (par exemple, les atomes de carbone en solution solide) qui migrent au voisinage du défaut de ligne. Au cours de ce travail de thèse, le mécanisme atomistique responsable du phénomène du vieillissement statique dans le fer alpha a été étudié par des simulations numériques. Etant donné que la diffusion à l'état solide se déroule lentement, l'utilisation de la dynamique moléculaire à basse température (lorsque l'effet du champ de contraintes sur la dislocation de diffusion du carbone est plus prononcé) a été évitée, et nous avons utilisé préférentiellement le couplage de la statique moléculaire avec le Monte-Carlo cinétique atomistique. Trois points principaux ont été abordés dans cette thèse: (i) l'effet du champ de contraintes d'une dislocation coin ou vis sur un atome de carbone qui diffuse à proximité, (ii) la diffusion de l'atome de carbone dans le cour de la dislocation («pipe diffusion»), et (iii) la distribution d'équilibre des atomes de carbone dans une atmosphère de Cottrell. Le principal effet du champ de contrainte de la dislocation à l'extérieur du coeur est de biaiser la diffusion de l'impurité, de sorte que certains sauts (transitions) deviennent plus probables que d'autres. Cet effet va conduire aux premiers stades de la formation de l'atmosphère de Cottrell, lorsque l'interaction mutuelle entre atomes de carbone est négligeable. Au cœur de la dislocation, comme prévu, nos résultats indiquent que le carbone diffuse plus vite que dans le volume. La concentration de carbone dans le voisinage d'une dislocation coin ou vis a été modélisée par une approche de physique statistique en utilisant les énergies de liaison calculées par la statique moléculaire. Cette approche est en bon accord avec les données expérimentales. / Static strain aging is an important concept in metalurgy that refers to the hardening of a material that has undergone plastic deformation and then is aged for a certain period of time. A theory proposed in the late 1940s by Cottrell and Bilby explains this phenomenon as being caused by the pinning of dislocations by impurities (e.g., carbon atoms in solid solution) that migrate to the vicinity of the line defect. In the course of this PhD work, the atomistic mechanism behind the static strain aging phenomenon in bcc iron has been studied by means of computer simulations. Given the fact that diffusion in the solid state proceeds slowly, thus preventing the use of molecular dynamics at low temperatures (when the effect of the dislocation stress field on carbon diffusion is more pronounced), we have preferentially employed a method coupling molecular statics with atomistic kinetic Monte Carlo. Three major points have been addressed by this thesis: (i) the effect of the stress field of an edge or screw dislocation on a carbon atom diffusing nearby; (ii) the diffusion of a carbon atom in the tight channel found in the dislocation core (pipe diffusion); and (iii) the equilibrium carbon distribution in a Cottrell atmosphere. The main effect of the dislocation stress field outside the dislocation core consists of biasing carbon diffusion, such that some transitions become more likely than others. This effect is expected to drive the early stages of Cottrell atmosphere formation, when the mutual interaction between carbon atoms is negligible. Right in the dislocation core, as expected, carbon was seen to diffuse faster than in the bulk. Carbon concentration in the neighborhood of an edge or a screw dislocation was modeled by an approach based in statistical physics using the binding energies calculated by molecular statics, revealing a good agreement with experimental data obtained by atom probe techniques.

Sécuriser des systèmes industriels, et en particulier des systèmes intégrés au système d'information, devient l'une des préoccupations les plus urgentes qui inquiètent non seulement tous les acteurs industriels mais aussi les gouvernements. Un nombre très important d'entités industrielles et d'infrastructures sont si critiques que toute cyber attaque réussie contre ces entités peut causer d'énormes dégâts aux entreprises, à l'environnement et plus gravement à la sécurité nationale et à la sûreté des personnes. Cette thèse étudie l'intégration des systèmes ICS avec les systèmes d'entreprise d'un point de vue sécurité. Notre objectif est d'étudier les vulnérabilités de sécurité des systèmes industriels intégrés et de proposer des modèles et des mécanismes pour améliorer leur sécurité et les protéger contre les attaques complexes. Après avoir réalisé une étude approfondie sur les vulnérabilités des systèmes ICS intégrés (IICS) et les solutions de sécurité existantes, nous nous sommes concentrés sur l'étude de la technique de défense en profondeur et son applicabilité aux systèmes ICS intégrés. Nous avons alors défini une nouvelle méthode générique de segmentation pour les IICS, SONICS, qui permet de simplifier la segmentation des IICS en se concentrant uniquement sur les aspects qui sont réellement significatifs pour la segmentation. Nous avons ensuite développé une version améliorée de SONICS, RIICS, une méthode de segmentation pour les systèmes IICS qui comble les lacunes de SONICS en se concentrant sur le risque en plus des spécificités techniques et industrielles. Pour compléter la méthode de segmentation, nous avons étudié les solutions de ségrégation et de contrôle d'accès. Nous avons proposé un nouveau modèle de contrôle de flux basé sur DTE (Domain Type Enforcement) pour les systèmes ICS intégrés. / Securing ICS systems, and especially integrated ones, is becoming one of the most urgent issues that disquiets not only all industrial actors but also governments. Very important number of industrial entities and infrastructures are so critical that any non contained cyber attack on these entities can cause huge damage to business, to environment and more gravely to national security and people safety.This thesis studies the integration of ICS with Corporate systems from a security standpoint. Our goal is to study integrated ICS systems security vulnerabilities and suggest models and mechanisms to improve their security and protect them against ceyberattacks. After conducting a study on the vulnerabilities of integrated ICS systems (IICS) and the existing security solutions, we focused on the study of defence in depth technique and its applicability to integrated ICS systems. We defined a new generic segmentation method for IICS, SONICS, which simplifies the segmentation of IICS by focusing only on spects that are really significant for segmentation. We next developed an improved version of SONICS, RIICS (Risk based IICS Segmentation), a segmentation method for IICS systems that fills the SONICS gaps by focusing on risk on top of technical and industrial specifications. To complement the segmentation method, we studied segregation and access control solutions. We proposed a new DTE-based l (Domain Type Enforcement) flow control model for integrated ICS systems.

Les migrations des Albanais en Grèce, amorcées suite à la chute du régime communiste en Albanie, peuvent être qualifiées d'exceptionnelles aussi bien par leur intensité et leur importance arithmétique que par l'évolution particulière des migrants, qui entreprennent quelques pratiques et attitudes assez étonnantes, ou du moins peu « habituelles ». Ces dernières concernent, d'une part, une dissimulation identitaire, qui passe par le changement de prénom et/ou de religion ; elles impliquent, d'autre part, l'invisibilité spatiale des Albanais en tant que groupe, essentiellement traduite par la diffusion de leurs ménages dans le territoire urbain de Thessalonique (deuxième plus importante métropole grecque après la capitale, et notre terrain d'enquête), et par l'absence d'un quartier ethnicisé dans cette même ville. L'objet de cette thèse porte sur l'exploration de ces phénomènes, les conditions sous lesquelles ils ont été générés, aussi bien que leurs conséquences. Pour notre part, nous proposons que ces phénomènes forment les diverses composantes d'une même stratégie d'adaptation des migrants albanais en Grèce. Dans quelle mesure cette stratégie s'attache aux orientations culturelles des Albanais ? Est-ce la structure du pays d'immigration qui la fait générer ? Un tel dilemme se pose-t-il véritablement ? Lors de ce travail, nous nous efforçons de démonter que les stratégies en question sont la conséquence d'une multiplicité des facteurs liés tant à la culture des nouveaux-arrivants, leur histoire pré-migratoire et leurs relations avec leurs compatriotes aux pays d'immigration, qu'au climat social général et aux politiques migratoires en Grèce.

L'objectif de cette thèse est d'analyser le processus de cloisonnement urbain issu des Troubles à Belfast pendant les 30 dernières années. Face aux désordres incontrôlables de l'été 1969, l'armée érige une peaceline sur les limites des quartiers confessionnels. Elle se pérennise et des murs supplémentaires sont construits. Ils sont situés dans l'inner city de Belfast, lieu de résidence des communautés ouvrières catholiques et protestantes. Avec l'installation dans la durée de ce conflit de ‘faible intensité' et la recrudescence des conflits micro-locaux à partir des années 1990, la police érige d'autres murs. L'analyse de la presse locale et des interviews avec les forces de l'ordre et des représentants du ministère de l'intérieur sont les données qui ont permis de comprendre les conditions de pérennisation de ces structures et de leur intégration aux procédures de maintien de l'ordre. Les peacelines cloisonnent partiellement les enclaves résidentielles catholiques et protestantes. Elles sont prises en compte dans les opérations de rénovation urbaine depuis le début des années 1980. La banalisation des dispositifs de sécurité renforce la division. Cependant avec le processus de paix depuis 1994, les ‘interfaces', limites disputées entre les communautés, bénéficient des politiques urbaines des quartiers en difficultés et sont le lieu de nouveaux aménagements qui visent à restaurer la confiance. Des entretiens avec des responsables des politiques urbaines ont permis d'analyser les dynamiques contradictoires de ces territoires.

Je présente dans cette thèse un ensemble de modèles tant analytiques que numériques destinés à décrire la dynamique hors équilibre des phénomènes de transport dans un solide absorbant irradié par un laser pulsé (ns et fs). Bien que ces modèles soient parfaitement généralisables à d'autres types d'interactions rayonnement-matière, ils sont, pour une part importante de cette thèse, utilisés dans le but de modéliser un procédé laser industriel original de fabrication d'une résistance de haute précision (compatible CMOS). Depuis le rayonnement incident, jusqu'au comportement électrique de la résistance fabriquée, la totalité du procédé est modélisée. Dans un premier temps, une description analytique originale d'un problème sans solution exacte (problème de Stephan), permet de déduire les paramètres essentiels décrivant un recuit laser en phase liquide. Puis, grâce à une description numérique des transports énergétiques avec changement de phase et des transports d'espèces minoritaires (dopants), je calcule la distribution transitoire de température au sein du matériau et les profils de concentration des dopants lors d'un recuit laser en phase liquide. La précision des calculs numériques est évaluée expérimentalement grâce à des mesures transitoires de réflectivité et des mesures de concentration dans le dispositif. L'effet de la ségrégation hors équilibre sur les profils de dopants est particulièrement étudié et le comportement original de l'indium lors d'un recuit laser est mis en évidence. Enfin, dans le but de contrôler les différents transports (électronique, thermique) dans les premiers instants de l'interaction entre rayonnement et matière lors d'impulsions laser (fs), j'ai développé des modèles basés sur la double température, décrivant la création de porteurs libres dans le cas du Si et le transport balistique d'énergie par électrons pour les métaux nobles. Les modèles sont validés par des mesures expérimentales de réflectivité et de domaines thermiquement affectés.

Depuis quelques années, les physiciens essayent de comprendre comment un fluide tel que l'eau ou l'air transporte des grains de sable et comment une structure comme une dune de sable peut être formée par la rétroaction entre l'écoulement du fluide et la déformation de l'interface fluide-granulaire. Dans ce manuscrit de thèse, nous présentons des expèriences en laboratoire qui consistent à reproduire des structures familières telles que les rides de plage. Ces motifs sont formés par les vagues sur le bord de plage. Nous examinons la sélection de la longueur d'onde initiale ainsi que la coalescence des rides dites à grains roulants avant leur transition vers les rides dites à tourbillon qui correspondent à l'état saturé de l'interface. Grâce à la construction d'un nouveau dispositif expérimental, nous montrons pour la première fois avec des mesures de PIV la structure de l'écoulement associée aux rides à grains roulants en l'occurrence un tourbillon transitoire qui apparaît au renversement de l'écoulement principal. En outre, nous démontrons l'existence d'une ségrégation en volume pour les rides à tourbillon qui est la conséquence de la distribution de contrainte de cisaillement sur la surface de la ride.

Grand nombre des propriétés des alliages dépend de la structure et de la composition chimique des défauts. Dans ce contexte, nous avons étudié la ségrégation interfaciale d'un système présentant une forte démixtion en volume et une tendance à ségréger en surface (i.e. Cu/Ag), par simulations Monte Carlo avec déplacements et un modèle d'Ising effectif sur réseau rigide. Les interfaces considérées sont le joint de grains de flexion Sigma=5 (310) <001> ainsi que les surfaces (001) et (310). Les résultats obtenus en Monte Carlo pour le joint de grains montrent l'existence d un composé ordonné bi-dimensionnel dans le plan du joint... dans un système à tendance à la démixtion ! Pour la surface (001), nous montrons l'apparition d une surstructure cristallographique illustrant le couplage complexe entre ségrégation et modification structurale. L analyse par le modèle sur réseau rigide nous a permis de déterminer les forces motrices de ségrégation intergranulaire et superficielle. Le couplage des deux méthodes a mis en évidence le rôle important de l'entropie vibrationnelle dans la ségrégation intergranulaire, alors qu'elle peut être négligée pour la ségrégation superficielle. L'évaluation de l'entropie vibrationnelle de ségrégation doit tenir compte des couplages entre vibrateurs premiers voisins (le modèle d Einstein ne pouvant donc être utilisé) et de la dilatation thermique différentielle à proximité du joint de grains. Nous avons alors utilisé l'approche analytique pour déterminer les isothermes de ségrégation intergranulaire. Nous avons ainsi mis en évidence une transition de phase du premier ordre à caractère multicouche. Un comportement identique est obtenu pour la surface (310), les interactions inter-plan étant à l'origine de ces transitions. Cet aspect multicouche de la ségrégation intergranulaire a été confirmé par des simulations Monte Carlo montrant de plus l'apparition d un phénomène de mouillage, le joint de grains initial se scindant en deux interfaces séparées par une phase métastable.