Les cyanobactéries des genres Microcystis et Planktothrix sont des micro-organismes capables de proliférer dans de nombreux plans d'eau douce. Ces proliférations sont associées à des risques pour la santé humaine et animale en raison de la production de produits naturels, parmi lesquels des toxines. Ces molécules présentent une diversité de structure chimique de d'activités biologiques d'intérêt pour l'industrie pharmaceutique et biotechnologique. Nous avons revisité le potentiel en produits naturels de Microcystis et Planktothrix. Par des approches complémentaires de biologie moléculaire, génomique et transcriptomique, nous avons caractérisé des gènes impliqués dans la synthèse de ces produits naturels ainsi qu'exploré leur évolution et la régulation de leur expression. Ces travaux ont permis de mettre à jour une distribution, des évènements évolutifs et des profils d'expression surprenants et permettent d'envisager de nouvelles applications pour les produits naturels. / Microcystis and Planktothrix are cyanobacterial genus commonly proliferating in freshwater ecosystems. These blooms are associated with human and animal health threat because of synthesis of natural products and cyanotoxins. These compounds are of great chemical diversity and of interest for biotechnological and pharmaceutical applications. We revisited the natural products potential of Microcystis and Planktothrix. Combining molecular biology, genomics and transcriptomics investigations, we characterized natural products gene clusters. We studied their distribution, evolution and transcription as well. This work uncovered new distribution pattern, evolutionary events and unexpected expression patterns. These insights will allow new investigations and applications for cyanobacterial natural products.

Dans le cadre de la promotion de systèmes de culture alternatifs à moindres intrants chimiques, des études sur l'introduction de plantes de service ayant vocation à réduire l'usage des pesticides et engrais azotés mobilisent un effort de recherche considérable. Dans le cadre de la production bananière pour laquelle la nuisibilité causée par les nématodes phytoparasites constitue l'une des principales contraintes, une des principales alternatives à l'utilisation de nématicides chimiques repose sur l'usage raisonné en rotation ou en association culturale de plantes de service à propriétés nématorégulatrices. Parmi les espèces candidates, celles du genre Crota/aria spp. ont largement été étudiées en raison de leur aptitude à contrôler les nématodes phytoparasites. Une méta-analyse révèle cependant que même si de nombreux auteurs s'accordent à reconnaître les propriétés allélopathiques des plantes de cette espèce, ils sont également enclins à reconnaître la forte variabilité d'expression de ces propriétés vis-à-vis du contrôle des nématodes selon les situations expérimentées. L'objectif de ce travail repose sur la compréhension du déterminisme biochimique des exsudats. La stratégie expérimentale mise en oeuvre a consisté à tester en conditions contrôlées le comportement biochimique des exsudats racinaires de deux espèces de crotalaires (C retusa, C spectabilis) et d'une espèce sensible, le bananier dessert (Musa spp.) en fonction i) de conditions biotiques variées -i.e. présence ou non de nématodes (Radopholus similis et Meloidogyne arenariaï, et présence ou non de mycorhizes-, ii) de conditions abiotiques contrastées -i.e. utilisation d'un sol naturel vs. substrat neutre, ajout ou non d'engrais chimique. La méthodologie innovante des «plantes à traire » (Brevet INRA) a été requise pour pouvoir travailler sur les exsudats racinaires des plantes conditionnées plutôt que sur des Iixiviats, comme réalisé dans des expérimentations antérieures.Les résultats obtenus en spectrophométrie visible montrent que la modification des conditions abiotiques affecte de manière importante les profils biochimiques des plantes étudiées. En présence du nématode 1..·1. arenaria les profils biochimiques des deux crotalaires sont également modifiés. Des biotests réalisés à l'aide des exsudats racinaires conditionnés au préalable par les modifications biotiques ont permis de démontrer l'effet nématostatique des crotalaires. Des analyses biochimiques en Ge-MS mettent en évidence de manière plus précise des molécules actives mises en jeu sous différentes modalités biotiques et abiotiques. Ces recherches, de portée générique, permettront de mieux comprendre les conditions de l'environnement qui régulent les profils biochimiques des exsudats racinaires des crotalaires et par extension, seront applicables aux recherches menées sur d'autres plantes de service candidates. Ceci aidera, à terme, à définir les conditions environnementales à réunir, pour orienter de manière optimale les effets allélopathiques dans une perspective de nématorégulation naturelle / As part of the promotion of alternative cropping systems at lower chemical inputs, studies on the introduction of cover crops designed to reduce the use of pesticides and nitrogen fertilizers mobilize a considerable research effort. Under banana production for which the hannfu1ness caused by plant-parasitic-nematodes is one ofthe main constraints, one of the main alternatives to the use ofchemical nematicides is based on the rational use in rotation or intercropping of cover rI crops to proteet crops from plant-parasitic-nematodes, Among the candidate species, the species from the genus of Crota/aria spp. have been widely studied because of their ability to control plant parasitic-nematodes. A meta-analysis reveals that although many authors agree allelopathic properties of these species, they are also likely to recognize the high variability of expression of these properties vis-àvis the control of nematodes according to the situations experieaced.. The objective of this woIk is focnsed on the onderstanding of the biochemical determinism of mot exudates onder environment biotic and abiotic variations. The experimental strategy was 10 test onder controlled conditions the biochemical behavior of mot exudates of two species of crotalarias (C retusa, C. spectabilis) and a susceptible species, the dessert banana crop (Musa spp.) with i) modification ofbiotic conditions -ie presence or absence of nematodes iMeloidogyne arenaria and Radopho/us similis), and presence or absence of mycorrhiza-ii) contrasting abiotic conditions -ie using a natural soil vs. neutral substrate, whether to add fertilizer. The innovative methodology of "milking plants" (patent INRA) was required in order to work on the root exudates of plants packed rather thanleachate, as done in previous experiments. The results obtained show that 'visible spectrophotometry changing abiotic conditions affect significantly the biochemical profiles of the studied plants. In the presence of nematode M. arenaria biochemical profiles of both crotalarias are also changed. Bioassays conducted using mot exudates conditioned in advance by biotic changes have demonstrated the effect of nématostatique crotalarias. Biochemical Ge-MS demonstrate more clearly active molecules that are involved in varions biotic and abiotic conditions. This research, generic scope, to better understand the environmental conditions that regulate biochemical profiles of mot exudates crotalarias and by extension, will apply to research on other plants service candidates. This will ultimately define the environmental conditions to meet, to guide optimal allelopathic effects from the perspective ofnatural nématorégulation

La Loire est un des principaux hydrosystèmes fluviaux français. Les îles font partie intégrante du paysage fluvial et tout particulièrement du corridor anastomosé de la Loire moyenne, d'où l'appellation de la Loire des îles. La thèse s'intéresse au fonctionnement méconnu de ce système fluvial. Les îles de la Loire sont à la fois des traceurs morphologiques du réajustement fluvial et des témoins des usages et pratiques par les sociétés du fleuve. L'approche morphologique se consacre ainsi à l'évolution du fleuve depuis le 19ème siècle à travers différentes échelles d'analyse spatiale et temporelle. Sous un Système d'Information Géographique (SIG), il a été possible de suivre l'évolution du lit fluvial depuis 1850 et d'analyser en détail les mécanismes et les rythmes de formation des îles. Les îles ne sont pas des formes entièrement stabilisées et peuvent être considérées comme des formes fluviales de réajustement aux perturbations environnementales (facteur déclenchant : arrêt de la navigation ; facteurs aggravants : absence de grande crue, incision du lit, déclin de l'agriculture, extractions de granulat). Le paysage de la Loire des îles est encore en transition et annonce la tendance à une chenalisation unique dominée par la forêt alluviale. Cette approche à échelle moyenne est complétée par une approche plus fine focalisée sur l'évolution saisonnière et inter-annuelle des îles et des bras secondaires. Des Modèles Numériques de Terrain (MNT) et des profils en travers comparatifs intégrés au SIG permettent alors de quantifier précisément les processus d'érosion et de sédimentation en fonction de l'année hydrologique. Les îles sont les sites privilégiés du piégeage sédimentaire et accentuent le déficit sédimentaire enregistré depuis le milieu du 20ème siècle. Les bras secondaires présentent de grands contrastes entre eux et permettent encore le transit sédimentaire. Cependant, la végétalisation de certains bras s'accélère et compromet leur pérennité. Les budgets sédimentaires des unités fluviales ont donc été établis à différents pas de temps. Cette thèse apporte au final des éléments indispensables à une gestion du fleuve.

Suivant des idées de B.Malgrange, on présente la construction d'un<br />nouvel invariant pour les faisceaux pervers : le déterminant microlocal. C'est une généralisation aux faisceaux pervers de la première classe caractéristique secondaire des fibrés plats.<br /><br /> Le déterminant microlocal est une classe de cohomologie sur le<br />fibré cotangent à support dans la variété caractéristique : il est<br />construit sur les déterminants des systèmes locaux obtenus par<br />microlocalisations le long des strates.<br /><br /> Pour montrer son existence, on ramène la variété<br />caractéristique en position générique par une transformation canonique en contrôlant le comportement des microlocalisés <br />par une telle transformation. On est alors ramené au cas de la dimension 2 où un calcul explicite est effectué en utilisant les descriptions combinatoires des faisceaux pervers de Ph. Maisonobe.

La protonthérapie est une technique avancée de radiothérapie qui permet de délivrer une dose élevée à la tumeur, tout en épargnant au mieux les tissus sains environnants, grâce aux propriétés balistiques des protons. Cependant, des particules secondaires, principalement des neutrons, sont créées par les interactions nucléaires que les protons initient dans les composantes de la ligne et de la salle de traitement, ainsi que dans le patient. Ces neutrons secondaires conduisent à des doses indésirables déposées aux tissus sains situés à distance du volume cible, dont la conséquence pourrait être une augmentation du risque de développement de seconds cancers chez les patients traités et en particulier chez les enfants. Cette thèse a pour objectif d'évaluer par calcul les doses dues aux neutrons secondaires reçues par des patients de différents âges traités à l'Institut Curie- centre de protonthérapie d'Orsay (ICPO) par des faisceaux de protons de 178 MeV pour des tumeurs intracrâniennes. Les traitements sont réalisés dans la nouvelle salle de l'ICPO équipée d'un bras isocentrique IBA. Les composants de la ligne et de la salle de traitement ainsi que la source de protons ont été modélisés à l'aide du code de calcul Monte Carlo MCNPX. Le modèle obtenu a été validé par une série de comparaisons de calculs à des mesures expérimentales. Ces comparaisons ont concerné : a) les distributions de doses latérales et en profondeur du faisceau de protons primaire dans un fantôme d'eau, b) la spectrométrie des neutrons en une point de la salle, c) les équivalents de doses ambiants en différents points de la salle et d) les doses à distance du volume cible au sein d'un fantôme physique anthropomorhe. Des accords satisfaisants ont été obtenus entre les calculs et les mesures, permettant ainsi de considérer le modèle comme validé.Les fantômes hybrides-voxels de différents âges, développés par l'Université de Floride ont été ensuite introduits dans le modèle et des calculs de doses dues aux neutrons secondaires aux différents organes de ces fantômes ont été réalisés. Les doses diminuent lorsque la distance de l'organe au champ de traitement augmente et lorsque l'âge du patient augmente. Un patient de 1 an peut recevoir des doses deux fois plus élevées qu'un adulte. La dose maximale, égale à 16,5 mGy pour un traitement délivrant 54 Gy à la tumeur, est reçue, pour le fantôme de 1 an, par les glandes salivaires. Une incidence latérale (gauche ou droite) du faisceau de protons peut délivrer des doses deux fois plus élevées qu'une incidence supérieure (gauche ou droite), et quatre fois plus élevées qu'une incidence antéro-supérieure pour certains organes. Des doses équivalentes aux organes dues aux neutrons ont été aussi calculées. Les facteurs de pondération wR des neutrons varient entre 4 et 10, et les doses équivalentes atteignent au maximum 155 mSv au cours d'un traitement complet.

Etude géologique et métallogénique des gisements de fer du Liban

Ces travaux concernent les études des algorithmes d'une part pour prédire les quantités thermodynamiques et la structure secondaire des ARN, d'autre part pour l'alignement de séquences. Dans une première partie, nous appliquons un algorithme de Monte Carlo non-Boltzmann pour estimer la densité d'états d' énergie des structures secondaires d'une séquence d'ARN, ou d'une hybridation de deux molécules d'ARN. Nous montrons d'abord que la densité estimée par notre programme est aussi bonne que la densité exacte, et le temps d'exécution de notre pro- gramme est beaucoup plus rapide. Nous calculons ensuite la température de dénaturation d'une hybridation de deux molécules d'ARN. Nous montrons que nos températures de dénaturation sont plus proches des valeurs expérimentales que les deux autres programmes existants. Puis, dans une deuxième partie, nous implémentons un algorithmes de type programmation dynamique qui engendre des structures sous-optimales dans lesquelles, nous espérons de trouver les deux structures fonctionnelles de riboswitch. Nous appliquons d'abord notre programme sur un exemple du riboswitch TPP dans lequel nous avons réussi à détecter ses deux structures fonctionnelles. Nous montrons ensuite que les structures prédites par notre programme sont plus proches de la structure réelle que celles des cinq autres programmes existants. Enfin, dans une troisième partie, nous présentons un algorithme de recherche des alignements sous-optimaux de séquences. Dans le cas de protéines, nous nous intéressons surtout à l'amélioration de la qualité d'alignement de séquences pour un niveau d'identité de séquence de 10-15%. Nous comparons d'abord nos alignements à ceux produits par l'algorithme de Needman-Wunsch. Nous prédisons plus d'alignements de référence que l'algorithme de Needman-Wunsch. Nous calculons ensuite les fréquences des paires de bases alignées et les entropies de position spécifique dans nos alignements sous-optimaux. Nous montrons que les entropies calculées à partir de notre programme sont plus corrélées avec les positions des paires de résidus fiablement alignées selon BAliBASE.

Ce document expose une partie de l'activité de recherche que j'ai effectuée depuis mon arrivée dans le groupe AMS du LPSC en 1999 que j'ai rejoint juste après ma thèse. <br />A cette époque, le vol précurseur d'AMS (AMS01) venait d'avoir lieu et les premiers résultats étaient en cours de publication~: l'expérience AMS01 avait pris un volume important de données lors de ce vol dans la soute de la navette spatiale et une des principales surprises dans ces premiers résultats était la mise en évidence dans le flux des particules détectées d'une composante très importante de particules sous la coupure géomagnétique. <br />Cette coupure correspond à l'énergie minimale que doit avoir un rayon cosmique pour atteindre le voisinage de la Terre et toute particule du rayonnement cosmique sous cette coupure est repoussée par le bouclier magnétique terrestre. <br /><br />La motivation première du travail de phénoménologie présenté ici a été de comprendre l'origine de ces particules détectées sous la coupure géomagnétique et d'étudier leurs caractéristiques. Ce travail s'articule autour d'un outil de simulation Monte-Carlo qui comprend la génération des particules du rayonnement cosmique primaire, sa propagation dans le champ magnétique terrestre, l'interaction dans l'atmosphère et la production de particules secondaires et donc la formation de cascades de particules. Cet outil a tout d'abord été utilisé pour comprendre l'origine des particules sous la coupure géomagnétique et il a permis de montrer que ce sont des particules secondaires produites dans la haute atmosphère et s'en échappant pour ensuite être piégées dans le champ géomagnétique. <br /><br />On a de plus pu étudier de manière spécifique les différentes espèces détectées sous la coupure~: proton, électron et positron et noyaux légers.<br />On s'est notamment attaché à comprendre leurs principales caractéristiques qui ont mesurées par AMS01 comme les rapports positron/électron et $^3$He/$^4$He.<br /><br />Nous avons ensuite développé cet outil de simulation pour aborder les thématiques de la physique d'AMS02. Ainsi on a pu simuler le flux d'antiprotons et d'antideutons atmosphériques détectables au-dessus de l'atmosphère. On s'est de plus intéressé à ces flux dans l'atmosphère~: c'est un résultat important car les expériences embarquées sur ballon mesurant le flux d'antiprotons doivent prendre en compte la production atmosphérique pour déduire des flux mesurés la contribution d'origine cosmique. <br /><br />Le rayonnement cosmique constitue un outil unique d'étude des oscillations des neutrinos. La puissance de cet outil a été particulièrement mise en évidence par l'expérience Super-Kamiokande au Japon. Les paramètres d'oscillations sont déterminés grâce à la comparaison du flux de neutrinos estimé et du flux mesuré, notamment en comparant l'évolution du rapport $\nu_e/\nu_\mu$ avec l'angle zénithal, c'est à dire la distance de vol. La détermination des paramètres d'oscillation nécessite une connaissance précise des flux théoriques de neutrinos atmosphériques. La principale difficulté est d'avoir une simulation la plus correcte possible de l'interaction des particules et de la production de particules secondaires. On a pu de manière naturelle exploiter notre outil de simulation pour estimer les flux de neutrinos dans une approche complètement tridimensionnelle.<br /><br />Dans le chapitre 1, on présentera, après une très courte introduction au rayonnement cosmique, l'activité de phénoménologie de l'interaction du rayonnement cosmique avec l'atmosphère et le champ magnétique terrestre. Les principales caractéristiques de la simulation seront détaillées puis on présentera les différents résultats obtenus ces dernières années~: protons sous la coupure géomagnétique, électrons et positrons sous la coupure géomagnétique, noyaux légers sous la coupure géomagnétique, production d'antimatière dans l'atmosphère et l'étude de la production des neutrinos atmosphériques. <br /><br />Dans le chapitre 2, on présentera les perspectives de ces travaux mais aussi les activités concernant la physique du rayonnement cosmique auxquelles on va participer dans les prochaines années en termes d'instrumentation, d'analyse des données et de phénoménologie.

Les progrès réalisés en matière de spectroscopie laser en phase gazeuse permettent maintenant d'aborder l'étude de molécules complexes, flexibles telles que les petites chaînes peptidiques. Ce travail a pour but de caractériser, avec toute la résolution spectrale permise par la phase gazeuse, les propriétés structurelles intrinsèques de systèmes peptidiques à deux et trois résidus, notamment en matière de repliement et de liaison hydrogène. La stratégie expérimentale associe la vaporisation laser à une détente supersonique et repose sur la spectroscopie laser de double résonance IR-UV.<br />La spectroscopie UV permet de détecter les conformères les plus stables formés dans la détente, tandis que la spectroscopie dans le proche IR (vibrations d'élongation NH et CO, et de déformation NH) donne accès à leur réseau de liaisons hydrogène.<br />L'attribution finale des conformères observés est réalisée par comparaison avec les spectres issus des calculs de chimie quantique (théorie de la fonctionnelle de la densité) pour des conformations présentant un réseau de liaisons hydrogène compatible avec l'expérience, permettant en retour de valider les calculs réalisés.<br />Cette synergie expérience/théorie nous a ainsi permis de montrer l'existence d'une compétition entre deux grandes familles conformationnelles possédant des signatures spectroscopiques distinctes. La première consiste en une juxtaposition de préférences<br />conformationnelles locales autour de chaque résidu, caractérisées par des liaisons hydrogène reliant des groupements amides CO-NH proches dans la séquence. La deuxième famille est représentée par les structures secondaires, stabilisées par des liaisons hydrogène reliant des groupements amides plus éloignés.<br />En les isolant et les caractérisant pour la première fois en phase gazeuse, nous avons montré que la formation des structures secondaires typiques de la biologie telles que des coudes beta et des hélices 3-10 était bien une propriété intrinsèque de ces molécules.

Le rôle du marché du logement sur la division sociale de l'espace est au centre de cette analyse ayant pour cadre les îles du Ponant. Ces espaces insulaires connaissent à la fois une phase de déclin démographique et de crise des activités traditionnelles, et sont également soumis à une forte pression foncière, directement liée à la participation massive des résidents secondaires. <br />En fait, si l'opposition entre résidents permanents et résidents secondaires est récurrente, ce travail a surtout permis de mettre en évidence, dans l'ensemble des îles, le rôle joué par le fonctionnement du marché du logement dans la recomposition sociale des populations insulaires. <br />L'identification de catégories sociales reposant sur la provenance géographique et la catégorie socioprofessionnelle a mis en exergue plusieurs profils de résidents significatifs. Une diminution des résidents régionaux et des résidents d'origine "populaire" est constatée sur l'ensemble d'entre elles, où ils sont remplacés progressivement par des résidents franciliens "aisés". Loin de se diversifier et de s'ouvrir à d'autres profils, le marché renforce la position dominante de ces Franciliens, déjà fortement implantés dans les petites îles proches du continent.<br />Cette situation est à l'origine des difficultés d'accès au logement rencontrées par les habitants vivant à l'année sur les îles. Les politiques menées par les municipalités tentent justement de résoudre ce problème. Toutefois, les actions engagées n'ont pas permis d'inverser cette tendance : les populations permanentes sont de moins en moins nombreuses et de plus en plus cantonnées aux bourgs.<br />Enfin, le recours aux matrices cadastrales a permis d'une part de quantifier la (déjà) très forte emprise des propriétaires forains tant sur le foncier bâti que non bâti et d'autre part de constater qu'en dépit de la lenteur des modifications apportées par le marché du logement sur les structures foncières ce dernier accentue constamment l'emprise des propriétaires forains sur la détention du patrimoine bâti.