L'objectif de cette thèse est double : examiner en détails d'une part, les liens entre les différents critères obtenus à partir de différents types d'information, tels que les marqueurs moléculaires, les pedigrees ou les phénotypes des caractères quantitatifs, et d'autre part, l'évolution conjointe de la variabilité neutre et de la variabilité sélectionnée. En fonction de la nature des informations, la variabilité génétique et son évolution sont décrites par différents paramètres qui s'appuient sur des modèles sous-jacents plus ou moins complexes et la représentation qu'on se fait de la diversité génétique sera donc plus ou moins réaliste. Ainsi, l'analyse du polymorphisme nous donne directement une image précise de la diversité au niveau du génome. Par exemple, les génotypes et les fréquences alléliques de gènes candidats, ou plus généralement de marqueurs moléculaires, nous donnent directement accès au polymorphisme spécifique à des gènes identifiés en des endroits précis du génome ; quant aux analyses basées sur les pedigrees, elles traduisent le polymorphisme en un locus neutre et anonyme, n'importe où dans le génome. Par contre, l'analyse des phénotypes nécessite des modèles de représentation plus complexes et nous une vue d'ensemble générale de la diversité génétique. Les principales méthodes pour l'analyse de la diversité génétique à partir d'informations de natures différentes, et celles utilisées au cours de cette thèse, sont présentées dans le premier chapitre. Les chapitres 2, 3 et 4 constituent une valorisation des différents types d'informations issues de lignées expérimentales de poulets sélectionnées pour des critères de réponse immunitaire. L'ensemble de ces analyses constitue une analyse intégrée de la diversité génétique. Dans le chapitre 2, nous analysons la diversité génétique et le gain génétique, sur la base des performances et des données généalogiques. Les valeurs observées de consanguinité et de gain génétique sont confrontées à des valeurs prédites à partir de modèles théoriques : les méthodes déterministes ont permis d'obtenir des valeurs prédictives proches des valeurs observées, les différences étant principalement dues à l'écart entre les hypothèses sur le schéma de sélection et la réalité, et les simplifications mathématiques faites dans les modèles de prédiction. Nous avons également testé l'effet du schéma de sélection sur la consanguinité et les autres critères de diversité génétique obtenus à partir des généalogies. Le nombre efficace d'ancêtres s'est révélé être le paramètre le plus pertinent pour suivre l'évolution de la diversité génétique puisqu'il prend en compte la perte de diversité qui a lieu au cours des générations sous l'effet de la dérive génétique. L'estimation des paramètres génétiques et leur évolution sont présentées au chapitre 3, ainsi que l'évolution du polymorphisme d'un gène candidat. Afin de tester la neutralité du CMH sur les caractères de nos lignées sélectionnées, nous avons analysé les composant de la variance et avons également comparé l'évolution du polymorphisme dans les lignées avec l'évolution théoriques issues de modèles de prédiction. Au-delà de la mise en évidence de l'effet du CMH dans la réponse immunitaire, cette étude a permis de souligner l'intérêt de combiner différentes approches afin de juger de l'effet d'un gène candidat, et de son évolution, et ce plus particulièrement quand ce gène présente des allèles rares. Nous avons également examiné les variations de la diversité génétique additive au cours du temps, en tentant de surmonter les difficultés pour estimer les paramètres génétiques liées au modèle théorique sous-jacent (modèle polygénique infinitésimal). Pour cela, nous avons testé l'augmentation du nombre de générations disponibles pour l'analyse par REML, et l'utilisation de l'information de quelques générations seulement ; ces approches se sont avérées satisfaisantes pour observer l'évolution de la variance génétique additive et inférer sur l'effet de la sélection sur la réduction de la variance génétique additive. Dans le chapitre 4, nous avons analysé et comparé l'évolution du polymorphisme de marqueurs moléculaires supposés neutres ou soumis à sélection. Afin de mettre en évidence la signature de sélection laissée par les QTL, nous avons combiné différentes méthodes, simulations et méthodes statistiques. L'étude a montré l'intérêt de comparer l'image de la diversité génétique définie par le polymorphisme de marqueurs situés dans des zones QTL à celle définie par le polymorphisme des marqueurs supposés neutres. Au travers des différents chapitres, la modélisation est apparue comme une approche efficace pour prédire l'évolution des populations sélectionnées, même si les hypothèses de modélisation faites (telles que le model additif polygénique, la normalité des distributions ou la population des fondateurs sous équilibre de Hardy-Weinberg, etc.) ne correspondent pas exactement au réel modèle biologique. La taille efficace de la population (Ne) est un paramètre clé dans l'estimation de la variabilité génétique que nous avons estimé dans les lignées expérimentales de poulets, soit à partir des généalogies, soit à partir des variations des fréquences alléliques. Il est apparu que les estimations faites à partir des généalogies étaient toujours inférieures aux estimations faites à partir des fréquences alléliques, quelque soit le type de locus considéré (gène candidat, markers supposé neutre ou soumis à sélection). L'estimation de Ne à partir des fréquences alléliques des marqueurs neutres a donné une valeur plus faible que celle à partir des fréquences alléliques des marqueurs soumis à sélection. Ceci nous permet de dire que la diversité génétique est plus réduite dans les régions soumises à sélection que dans le reste du génome. Au chapitre 5, nous n'avons pas analysé la diversité génétique en elle-même mais les conséquences d'une réduction de cette diversité génétique. L'étude a porté sur anomalies génétiques dans les populations ayant subi un fort goulot d'étranglement, telles que la population française bovine laitière Prim'Holstein. Nous avons montré que l'origine des pics de veaux mort-nés venait du très faible nombre de pères et de leur utilisation non équilibrée. Nous avons aussi examiné les conséquences, à court terme et à long terme, d'une contre sélection exercée sur l'allèle délétère responsable d'une anomalie.

Cette thèse porte sur la surveillance (détection et diagnostic) des procédés multivariés par réseaux bayésiens. Ceci permet l'unification dans le même outil, un réseau bayésien, de plusieurs méthodes dédiées à la surveillance des procédés, telles que les cartes de contrôles multivariées, l'analyse discriminante ou bien la méthode MYT. Le premier chapitre expose les différents points clés de la surveillance des procédés, en étudiant les diverses approches permettant de réaliser celle-ci. Des méthodes de surveillance supervisées et non-supervisées sont présentées et une étude de différents classifieurs pour la surveillance est effectuée. Le choix d'un classifieur se porte alors sur les réseaux bayésiens. Le second chapitre est l'objet d'une présentation plus approfondie des réseaux bayésiens et des extensions possibles et intéressantes de ce genre d'outil dans le contexte de la surveillance des procédés. Puis, un état de l'art des méthodes de surveillance ou de diagnostic basées sur les réseaux bayésiens est étudié. Le troisième chapitre expose les contributions apportées au domaine de la surveillance des procédés par réseaux bayésiens. Les contributions apportées se répartissent en trois parties : détection, diagnostic supervisé et diagnostic nonsupervisé. En s'appuyant sur ces contributions, la structure complète d'un réseau bayésien dédié à la surveillance des procédés est proposée. Le dernier chapitre présente une application de la méthode proposée sur un exemple classique : le procédé Tennessee Eastman. Les performances du réseau en terme de détection et de diagnostic sont évaluées. Finalement, les conclusions et perspectives de l'approche proposée sont émises.

Les Oniscidea, plus communément appelés cloportes, sont des crustacés qui se sont secondairement affranchi du milieu aquatique pour devenir terrestres. L'ensemble du groupe compte aujourd'hui plus de 4000 espèces réparties à travers le monde et vivant sous des habitats très variés. Nous nous sommes intéressés aux stratégies de reproduction développées par les Oniscidea, en utilisant Armadillidium vulgare et Porcellionides pruinosus comme espèces modèles, et en rassemblant les éléments de connaissances disponibles dans la littérature.<br />Nous avons mis en évidence des facultés de discrimination des statuts spécifiques, sexuels et physiologiques des individus. La reconnaissance s'opère au contact via des composés cuticulaires dont nous avons cherché à caractériser la nature chimique. La rencontre des partenaires sexuels semble avant tout s'opérer par une recherche active de la part des mâles. Chez certaines espèces, les interactions mâle-mâle sont agressives et aboutissent à des relations de dominance temporaire. Les femelles résistent systématiquement aux tentatives de monte des mâles, ce qui peut être vu comme un possible mécanisme de choix. La taille des individus apparaît comme un paramètre clé dans la résolution des conflits intra-sexe et inter-sexe. <br />Nous insistons sur certaines particularités phénotypiques des femelles (existence d'une spermathèque, plasticité de l'entrée en reproduction) qui leur permettent d'ajuster leur investissement reproductif en fonction de la disponibilité en mâles. Les populations naturelles d'Oniscidea peuvent en effet présenter de fort déficit en mâles, en relation avec la présence de bactéries féminisantes Wolbachia. L'ensemble de ces résultats apporte des éléments de compréhension à l'évolution de l'association Wolbachia/Oniscidea.

Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la synthèse vocale à partir du texte et traite plus articulièrement de la synthèse par corpus (SPC). Cette approche basée sur la concaténation de segments acoustiques contenus dans de grandes bases de données s'est peu à peu instaurée comme un standard. En effet, moyennant la sélection d'unités adaptées au contexte de synthèse, elle permet d'aboutir à un signal de parole dont le naturel peut être assez bien préservé. La qualité de la synthèse obtenue par la méthode par concaténation est étroitement liée d'une part au corpus de synthèse et d'autre part à l'algorithme de sélection des unités. Malgré le saut notable de qualité qu'a permis d'atteindre cette technologie, la SPC n'est pas capable de garantir une parole dont la qualité soit à peu près constante sur l'ensemble d'un énoncé. Ceci est en grande partie dû au manque de contrôle acoustique des systèmes de SPC actuels. L'objectif de cette thèse est donc d'introduire des mécanismes permettant un meilleur contrôle acoustique lors de la synthèse.<br /> <br />La méthode proposée consiste à effectuer une sélection sur la base d'une cible purement acoustique. Cette cible est déduite de modèles acoustiques - plus précisément des modèles de sénones - estimés lors d'une phase d'apprentissage. Dans un premier temps, nous proposons un algorithme de sélection basé uniquement sur cette cible acoustique. Puis la méthode de sélection est modifiée de manière à mieux contrôler l'information de fréquence fondamentale. Le module de sélection proposé est également combiné à un module de pré-sélection des unités, ce qui conduit à une diminution sensible de la complexité algorithmique sans dégradation perceptible des résultats. Des tests d'écoutes formels révèlent que la méthode proposée permet de réduire significativement les discontinuités acoustiques lors de la concaténation. La méthode proposée est également appliquée à la réduction de corpus acoustiques et conduit à une réduction de l'ordre de 60% de la base acoustique sans dégradation de la qualité de la parole produite.

En France, depuis plusieurs années, la surface cultivée en pois diminue notablement. Une des causes est la forte instabilité des rendements des variétés de printemps, qui représentent 90% de la sole, liée à de nombreux facteurs limitants: état structural tassé à cause de conditions trop humides au semis et, stress hydriques et thermiques de fin de cycle. Dans l'objectif de relancer cette culture, de nouvelles variétés de pois d'hiver, très réactives à la photopériode et relativement résistantes au gel, sont actuellement en cours de sélection. Ces variétés peuvent être semées dès début octobre, ce qui devrait réduire à la fois les risques de tassement du sol lors du semis et de stress hydriques et thermiques du fait d'un avancement de la période reproductrice au printemps. Ces avancements sont a priori favorables à une meilleure stabilité de la production. Cependant, le début de l'automne est une période de travail chargée dans les exploitations agricoles et il est possible que les semis de ces nouvelles variétés ne soient pas réalisés dans les conditions optimales permettant d'extérioriser leurs avantages. Le changement de dates de semis, induit par l'utilisation de ces variétés, pourrait par ailleurs avoir des répercussions sur le bilan d'azote et la consommation d'eau de la culture. L'objectif général de ce travail a été de mettre au point une méthode afin d'évaluer, avant leur mise sur le marché, les intérêts agronomiques et environnementaux de ces nouvelles variétés et de déterminer les caractéristiques qu'elles devraient réunir pour garantir ces avantages. L'étude a été conduite en trois étapes. Tout d'abord, quatre expérimentations (2 lieux x 2 années) ont été réalisées afin de déterminer les effets de l'état structural, de la période de semis et de la variété sur les fonctionnements aérien et racinaire d'une culture de pois. Dans un second temps, les résultats de ces expérimentations, associés à des jeux de données extérieurs, ont permis de compléter et d'évaluer un modèle dynamique de culture de pois simulant le rendement, la teneur en protéines des graines, la part d'azote issue de la fixation, le bilan d'azote et la consommation d'eau à l'échelle de la culture. Ce modèle a ensuite été utilisé pour évaluer différentes variétés virtuelles candidates. Dans cette dernière étape, le modèle de culture a été couplé à un modèle d'organisation du travail à l'échelle de l'exploitation agricole, afin de déterminer, en tenant compte des contraintes d'organisation du travail des chantiers d'automne, les périodes de semis possibles pour les variétés de pois. En fonction de ces périodes de semis, on a simulé, grâce à un modèle d'évolution de l'état structural du sol, les risques de tassement sous les cultures de pois et les conséquences sur la production. Des connaissances nouvelles ont été produites sur le développement du système racinaire, pour différentes conditions de semis et de structure du sol. Un modèle de culture adapté aux variétés et aux semis d'hiver, prenant en compte la variabilité de disponibilité d'azote et de la structure du sol, est maintenant disponible. Enfin, l'utilisation combinée des modèles a permis de montrer que les résultats des évaluations des variétés virtuelles sont différentes selon que l'on prend on non en compte les contraintes existant au niveau du système de culture. L'ensemble de ce travail permet de proposer aux sélectionneurs des idéotypes variétaux présentant un intérêt agronomique et environnemental dans des exploitations agricoles de grande culture

Cette thèse est consacrée à l'analyse statistique des données issues des biopuces à ADN. Nous nous intéressons ici à trois problématiques liées aux données du transcriptôme.<br /><br /> Dans un premier chapitre, nous étudions le problème de la normalisation des données dont l'objectif est d'éliminer les variations parasites entre les échantillons des populations pour ne conserver que les variations expliquées par les phénomènes biologiques. Nous présentons plusieurs méthodes existantes pour lesquelles nous proposons des améliorations. Pour guider le choix d'une méthode de normalisation, une méthode de simulation de données de biopuces est mise au point.<br /><br /> Dans un deuxième chapitre, nous abordons le problème de la détection de gènes différentiellement exprimés entre deux séries d'expériences. On se ramène ici à un problème de test d'hypothèses multiples. Plusieurs approches sont envisagées : sélection de modèles et pénalisation, méthode FDR basée sur une décomposition en ondelettes des statistiques de test ou encore seuillage bayésien.<br /> <br /> Dans le dernier chapitre, nous considérons les problèmes de classification supervisée pour les données de biopuces. Pour remédier au problème du "fléau de la dimension", nous avons développé une méthode semi-paramétrique de réduction de dimension, basée sur la maximisation d'un critère de vraisemblance locale dans les modèles linéaires généralisés en indice simple. L'étape de réduction de dimension est alors suivie d'une étape de régression par polynômes locaux pour effectuer la classification supervisée des individus considérés.

La biologie moléculaire repose sur des bases déterministes qui ont longtemps été fécondes mais sont désormais un handicap pour la compréhension des phénomènes biologiques. Le déterminisme en génétique est un concept robuste mais dont les fondations apparaissent de plus en plus fragiles, notamment le concept de spécificité et l'importance centrale accordée au génome. À partir de ces constats, nous faisons une proposition théorique. Nous proposons une nouvelle grille de lecture des relations intercellulaires, que nous appelons endodarwinienne. Il s'agit de postuler que les cellules ont un comportement aléatoire a priori, notamment dans leur expression génétique et que seules celles qui adoptent un profil d'expression adapté à leur environnement sont dans un second temps sélectionnées. Dans ce modèle, les cellules ne répondent pas à des "signaux" de manière prévisible. Dans une large mesure, les cellules sont mues par leur intérêt immédiat. Ce modèle est une réponse à la crise du déterminisme car il rend inutile de postuler une spécificité des interactions moléculaires, et permet de sortir de la notion rigide de "programme génétique", sans pour autant nier le rôle évident des gènes. Il y a un paradoxe à proposer que des phénomènes reproductibles soient fondés sur des dynamiques stochastiques, c'est pourquoi nous cherchons à montrer que ce paradoxe n'est qu'apparent, que l'aléa de réactions individuelles est précisément une force structurante, et que l'approche probabiliste englobe l'approche déterministe. Une synthèse de données expérimentales met en évidence l'importance sous-évaluée de la variabilité intercellulaire de l'expression génétique, dans des situations très diverses. Dans celles-ci, de toute évidence, des cellules clonales se comportent de manière aléatoire et ne répondent pas de manière homogène à des signaux. Cette variabilité peut être la base d'une sélection. Par ailleurs, des données récentes confirment que la dynamique même des échanges moléculaires au sein du noyau rend nécessaire d'intégrer comme un acquis la dimension intrinsèquement stochastique de l'expression génétique, qui provoque ainsi une variété phénotypique. Le développement embryonnaire, classiquement envisagé comme la concrétisation d'un programme génétique à l'œuvre, peut être abordé selon une logique endodarwinienne. Le déterminisme y est très relatif, les devenirs cellulaires sont très plastiques, et les signaux échangés par les cellules semblent souvent pouvoir être étudiés sous l'angle d'une relation trophique. L'apoptose, souvent appelée mort programmée, ne semble pas pourtant répondre de manière satisfaisante à cette caractérisation. Cependant il peut sembler contradictoire, dans l'approche endodarwinienne, que des cellules engagent leur propre destruction. Des observations montrent que malgré les apparences, ce phénomène avéré ne contredit pas l'approche endodarwinienne. Pour tester les hypothèses endodarwiniennes, il faut en passer par une étude sur cellules isolées car travailler sur des populations cellulaires provoque des effets de moyenne qui masquent la variabilité intercellulaire. Des techniques d'études de l'expression génétique sur cellules isolées existent. Parmi celles-ci, une adaptation particulière de la RT-PCR, l'amplification par l'extrémité 3' (TPEA) a été simplifiée et rationalisée pour être compatible avec une approche globale. Les premiers résultats issus de ce travail de mise au point, quoique préliminaires, peuvent déjà être lus selon une grille sélective plutôt qu'instructive et confirment l'existence d'une expression aléatoire des gènes. Une autre approche possible est celle de l'étude des variations de la méthylation des gènes, que l'on sait corrélée à des variations d'expression. Au cours d'une cinétique de différenciation, un gène est étudié sous cet angle et révèle une variabilité importante, dans le temps et de cellule à cellule. Par ailleurs, le profil de différentes sous populations au cours de cette cinétique va dans le sens d'une expression aléatoire et d'une sélection des cellules ayant le profil adapté. Ces approches expérimentales et bibliographiques incitent à penser que la proposition théorique initiale est pertinente, économe et généralisable, même si, bien sûr, la question reste ouverte.

L'effet Sunyaev-Zel'dovich (SZ) est le nom donné à la diffusion Compton inverse des photons du fond diffus cosmologique sur les électrons du gaz chaud à l'intérieur des amas de galaxies. Dès 2005, cet effet permettra la détection de nouveaux amas à grand redshift grâce à des sondages SZ en aveugle. Ce travail vise à évaluer les performances scientifiques de la nouvelle génération d'instruments destinée à réaliser ces sondages. Un des objectifs principaux est l'étude des effets de sélection de ces instruments. Cette étude a nécessité la simulation de cartes SZ réalistes (via un code semi-analytique incluant corrélations spatiales et cinétiques) et la mise au point d'un algorithme d'extraction rapide d'amas (reposant sur l'utilisation de filtres adaptés). Le code de simulation et l'algorithme d'extraction ont été appliqués sur des données millimétriques récentes pour l'observation d'émissions SZ d'amas et l'estimation d'une contribution d'amas non résolus au spectre des anisotropies primaires du fond diffus cosmologique.

Les systèmes de transport intelligents (STI) coopératifs sont des systèmes ou les véhicules, l'infrastructure routière, les centres de contrôle de trafic et d'autres entités échangent des informations afin d'assurer une meilleure sécurité routière, l'efficacité du trafic et le confort des usagers de la route. C'est dans ce but que l'architecture de station STI a été spécifié par l'ISO et l'ETSI. Le concept de cette architecture de référence permet aux stations STI-véhicules et stations STI-infrastructures de s'organiser dans un réseau véhiculaire adhoc (VANET), tout en utilisant des protocoles de communication tels qu'GeoNetworking IP v6 et IEEE802.11p ainsi que toute autre technologie d'accès afin de se connecter de manière transparente à internet. Plusieurs chemins peuvent donc être accessibles à une station STI véhicule pour communiquer avec d'autres stations STI. les chemins sont de trois types: le chemin direct, le chemin optimisé, et le chemin d'ancré. L'objectif de cette étude est d'optimiser la communication entre stations STI en sélectionnant le meilleur chemin de communication disponible.. Cela exige d'abord de recueillir les informations disponibles localement dans la station STI (la position, la vitesse, les exigences des applications, les caractéristiques des supports de communication, les capacités , l'état du chemin), ainsi que les informations des stations STI voisines (position, vitesse, services, etc..). Ces informations sont ensuite traitées par le biais d'un algorithme de prise de décision. Premièrement, nous définissons un module réseau qui permet la combinaison d'IPv6 avec le Geo Networking. Deuxièmement, nous proposons un module de gestion inter-couche pour la sélection du meilleur chemin. Nos contributions s'intègrent dans l'architecture de station STI par la définition de la relation entre la couche réseau et transport (qui héberge la contribution Geonetworking IPv6) et l'entité verticale de gestion inter-couche (qui accueille l'algorythme de décision pour la sélection de chemin). Nous avons spécifié les fonctions permettant l'échange de paramétres par l'intermédiaire de la SAP (Service Acess Point) entre la couche réseau et l'entité de gestion (MN-SAP). Les paramètres utilisés dans l'entité de gestion inter-couche sont extraits d'une manière agnostique par rapport aux protocoles de la couche réseau et transport, ce qui permet de remplacer facilement les éléments d'une couche sans affecter les autres (par exemple, remplacer NEMO par une autre protocole de mobilité) et de permuter plusieurs piles réseau (on peut choisir d'utiliser la pile par une autre protocole de mobilité) et de permuter plusieurs piles réseau (on peut choisir d'utiliser la pile IPv6 ou bien la pile GeoNetworking, ou encore une combinaison des deux à la fois ou même une autre pile.

En cancérologie, les puces à ADN mesurant le transcriptome sont devenues un outil commun pour chercher à caractériser plus finement les pathologies, dans l'espoir de trouver au travers des expressions géniques : des mécanismes,des classes, des associations entre molécules, des réseaux d'interactions cellulaires. Ces réseaux d'interactions sont très intéressants d'un point de vue biologique car ils concentrent un grand nombre de connaissances sur le fonctionnement cellulaire. Ce travail de thèse a pour but, à partir de ces mêmes données d'expression, d'extraire des structures pouvant s'apparenter à des réseaux d'interactions génétiques. Le cadre méthodologique choisi pour appréhender cette problématique est les " Réseaux Bayésiens ", c'est-à-dire une méthode à la fois graphique et probabiliste permettant de modéliser des systèmes pourtant statiques (ici le réseau d'expression génétique) à l'aide d'indépendances conditionnelles sous forme d'un réseau. L'adaptation de cette méthode à des données dont la dimension des variables (ici l'expression des gènes, dont l'ordre de grandeur est 105) est très supérieure à la dimension des échantillons (ordre102 en cancérologie) pose des problèmes statistiques (de faux positifs et négatifs) et combinatoires (avec seulement 10gènes on a 4×1018 graphes orientés sans circuit possibles). A partir de plusieurs problématiques de cancers (leucémies et cancers du sein), ce projet propose une stratégie d'accélération de recherche de réseaux d'expression à l'aide de Réseaux Bayésiens, ainsi que des mises en œuvre de cette méthode pour classer des tumeurs, sélectionner un ensemble de gènes d'intérêt reliés à une condition biologique particulière, rechercher des réseaux locaux autour d'un gène d'intérêt.On propose parallèlement de modéliser un Réseau Bayésien à partir d'un réseau biologique connu, utile pour simuler des échantillons et tester des méthodes de reconstruction de graphes à partir de données contrôlées.