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Dans le domaine des TIC, les services de demain seront certainement basés sur des systèmes ubiquitaires, omniprésents et pervasifs. Ces systèmes devront prendre en considération différents paramètres provenant de l’environnement de l’utilisateur, c’est à dire son contexte. Le contexte de l’utilisateur peut être composé d’informations statiques ou dynamiques, objectives ou subjectives, quantitatives ou qualitatives. Il peut inclure des données telles que la localisation géographique, les caractéristiques du terminal utilisé, la température ambiante, l’humeur de l’utilisateur. Afin d’améliorer la QoS et la QoE, les services et les systèmes doivent être adaptés aux changements du contexte des utilisateurs. Le contexte doit donc être collecté et interprété et les règles d’adaptation du système doivent être définies. Sur les systèmes étendus, riches, dynamiques et hétérogènes, tels que ceux considéré dans le cadre de cette thèse, ces opérations doivent être automatisées. Vu la quantité et la complexité des données contextuelles à considérer, l’utilisation de la sémantique dans la gestion de contexte peut faciliter cette automatisation et ouvrir la porte au raisonnement et à l’adaptation automatiques. Aujourd’hui, peu de solutions viables existent pour cette problématique. Nous proposons alors d’utiliser et d’adapter des mécanismes et technologies provenant du web sémantique pour décrire et manipuler les informations de contexte. Dans un premier temps, nous avons proposé une méthodologie de conception qui nous permit de proposer « Ubiquity-Ont » : une ontologie générique au domaine des TIC, flexible et extensible. Les données de contexte ont alors été décrites sous forme de concepts et d’instances, reliés par des relations sémantiques. Nous avons ensuite proposé une architecture overlay, composée de deux niveaux de vitalisation et permettant d’intégrer un gestionnaire de contexte, basé sur la sémantique, sur des environnements réseaux et services. Cette solution overlay permet de (a) masquer l’hétérogénéité des composants du système et (b) d’augmenter virtuellement les entités du système existant par les capacités nécessaires à la manipulation et au raisonnement sur les données sémantiques du contexte. Nos propositions ont étés implémentées et testées sur une plateforme réelle et appliquées à deux cas d’études : Gestion de la mobilité sur des environnements de réseaux d’accès hétérogènes et Optimisation de la consommation d’énergie dans les terminaux mobiles / Future Information and Telecommunication Systems are expected to be pervasive and ubiquitous solutions, able to consider users’ context and to automatically adapt to their environments. Traditional configuration and management tools are not adapted. The richness, the heterogeneity and the complexity of the upcoming systems require automated solutions able to gather contextual information, to reason on them and to make the appropriate adaptation decisions. The representation and the sharing of contextual information is a key issue. In this thesis, we proposed and used a methodology to conceive « Ubiquity-Ont », a generic ontology dedicated to Information and Telecommunication Systems. Contextual information are the described through semantic concepts, instances and relations. We then proposed an overlay architecture, composed of two virtualization layers that can integrate a semantic context management framework over existing networking environments. This architecture is able (a) to hide any heterogeneity among the system components and (b) to augment the different entities with additional capacities for context gathering, reasoning and sharing operations. The proposed solutions were then implemented and tested in Lab for two applications. The fisrt is related to mobility management over heterogeneous Wireless Networks and the second aims to power optimization on mobile terminals. These two case studies helped in proving and enhancing the proposed solutions

Dans ce travail de thèse, je considère deux phénomènes distincts, tous deux liés aux interactions non-linéaires entre la lumière et des atomes. La première partie est dédiée à du mélange à 4 ondes basé sur des degrés de liberté internes d’atomes d’hélium à température ambiante, et l’utilise pour des processus d’amplification et de la génération d’états comprimés. Le second phénomène étudié est basé sur des degrés de liberté externes d’atomes de césium froids et est utilisé pour du stockage de lumière et la génération d’un champ conjugué en phase par mélange d’ondes. J'ai expérimentalement observé et caractérisé de l'amplification sensible à la phase par mélange à quatre ondes dans de l'hélium métastable à température ambiante. J'ai obtenu un gain maximum d'environ 9 dB avec une bande passante d'environ 300 kHz. Les fonctions de transfert phase/phase obtenues ont montré une forte compression de phase, indiquant que le phénomène était presque exempt de processus indésirables. Dans la seconde partie, j'explique comment les résonances de recul, dues à un transfert de quantité de mouvement entre un photon et un atome, peuvent être utilisées pour du stockage de lumière. J'explique également comment ce phénomène peut conduire à la génération d’un champ conjugué, et pourquoi la théorie existante ne permet pas de modéliser le creux qui apparaît dans le spectre de génération du champ conjugué lorsqu’on augmente la puissance optique. Pour reproduire ce nouvel élément, j’ai effectué un développement jusqu’au 5e ordre, qui démontre qu’il dépend de la cohérence qui est excitée entre des niveaux de moments atomiques différents. Je montre ensuite qu'un modèle plus simple, basé sur trois niveaux atomiques définis par des degrés de liberté interne et externe de l'atome, peut expliquer le phénomène observé. / In this PhD work, two distinct phenomena are considered, which are both related to non-linear interactions between light and atoms. The first part of the thesis is dedicated to four wave mixing based on the internal degrees of freedom of room temperature helium atoms and uses it for amplification processes and generation of squeezed light. The second studied process is based on external degrees of freedom of cold cesium atoms and used for light storage and phase conjugate field generation through multi-wave mixing. I experimentally observed and characterized phase sensitive amplification via four-wave mixing in metastable helium at room temperature. I have obtained about 9 dB of maximum gain with a bandwidth of about 300 kHz. The obtained phase transfer functions showed a strong phase squeezing, indicating that the phenomenon was almost free of unwanted processes. In the second part, I explain how recoil induced resonances, which are due to the transfer of momentum between a photon and an atom, can be used to store light. I also explain how this phenomenon can lead to generation of a phase conjugate field, and why the existing theory fails to model the dip, which appears in the phase conjugate generation spectrum when the field power is increased. I extend the model to the fifth order so that it can reproduce this new feature and demonstrate that it depends on the decay rate of the coherence, which is excited between atomic levels of different momenta. I then show that a simpler model, which is based on three levels defined by internal and external degrees of freedom of the atom, can explain the observed phenomenon.

[pt] A tese doutoral que tens sob teus olhos nasceu de uma caminhada. Ela é parte integrante de nossa ventura, na lida da vida, como discípulo do Mestre de Nazaré: vinculada a uma genuína vocação pastoral e teológica. O tema aqui tratado está inextricavelmente ligado a uma intensa vivência como humano, cristão e professor de teologia: fruto de uma transfiguradora experiência de Deus; de um encontro com o Sentido da vida: uma caminhada feita de afastamentos, descaminhos, dúvidas, incertezas, de noites escuras. Ao longo desta caminhada, uma questão fustiga-nos o coração, desde os primeiros passos no mundo da teologia, a saber: uma (pre)ocupação em relação ao conhecimento de Deus; sobre a chamada gnosiologia teológica. Esta questão têm nos acompanhado (e inquietado) desde os primeiros passos no labor teológico. Pois, se Deus desvelou Seu Rosto, conforme afirma a fé cristã, como se dá o conhecimento de Deus? Esta é uma pergunta que nos remete à gnosiologia teológica (e, lato sensu, aponta diretamente para a epistemologia teológica). Esta (pre)ocupação fundamental têm norteado e impulsionado nosso caminho na pesquisa acadêmica em teologia, fustigado nosso coração, pondo-nos a pensar. Questão para a qual buscamos uma resposta/proposta ao longo desta tese. Tendo em vista que o conhecimento de Deus sempre se dá entre homens e mulheres situados, inseridos numa determinada conjuntura histórico-cultural, sócio-política, sócio-econômica, etc., que nos condiciona e limita, mas simultaneamente nos possibilita e desafia a elaborar outras concepções teológicas, agora no horizonte pós-moderno. Neste sentido, propomos outra racionalidade teológica que tenha como ponto de partida a constatação da crise e declínio da Razão - a civilização da Razão entrou em colapso (seu logocentrismo, presente na gênese da teo-logia). Sendo assim, garimpamos outras fontes de sabedoria e racionalidade: outras fontes de inspiração. A primeira encontrada foi a rica concepção de racionalidade presente no pensamento pós-moderno, chamada doravante de razão sensível. A segunda fonte, é oriunda do século XVII (do racionalismo cartesiano): a razão sensível (cordial) conforme propunha o francês Blaise Pascal; na qual a mística encontra-se em primeiro plano: uma mística centrada no coração. A terceira e última fonte provém do húmus fértil da fé cristã, pela qual somos interpelados acerca de nossa real condição: finitude, indicando não só uma radical transitoriedade, mas desvelando com absoluta crueza nossa precariedade ontológica e profunda interdependência. Daí, a humildade não ser apenas mais uma virtude, em última análise, mas resultado de uma mínima tomada de lucidez. Neste Espírito de humildade, que é espaço vital (útero/húmus): somos gerados e regenerados, e podemos crescer. Trata-se do Espírito que ao lado do Pai e do Filho forma uma Comunidade de Amor humilde (em kénosis) e dançarina (em pericóresis). Modelo de Relação no qual o Terceiro está incluído: o Espírito. Somos filhos e filhas dessa Relação-Comunhão, e para Ela estamos vocacionados, que implica a possibilidade de desenvolver uma intercorporeidade trinitária. Abrindo espaço para a inclusão de dimensões antes marginalizadas no decorrer da história do pensamento ocidental: tecendo com outros fios, oriundos de novelos diversos, uma teopo(ética) trinitária. / [en] The doctoral thesis you have under your eyes born of a walk. It is an integral part of our venture, the read of life, as a disciple of the Master of Nazareth: linked to a genuine pastoral and theological vocation. The hereof theme is inextricably linked to an intense experience as a human, Christian and professor of theology: the result of a transfiguring experience of God; a meeting with the sense of life: a walk made of leaves, waywardness, doubt, uncertainty, dark nights. Throughout this walk, a matter harasses our hearts (since first steps in the world of theology), namely one (pre)occupation against the knowledge of God; on the call theological epistemology. This question has accompanied us (and troubled) from the first steps in theological work. But if God unveiled His face, as stated in the Christian faith, how is the knowledge of God? This is a question that takes us to theological epistemology (and lato sensu, points directly to the theological epistemology). This (pre)fundamental occupation have guided and pushed our way in academic research in theology, battered heart, putting us to think. Question to which we seek an answer/proposed along this thesis. Given that the knowledge of God always is between situated men and women, entered in the historical-cultural context, socio-political, socio-economic, etc., conditions and limits us, but at the same time enables us and challenges to develop others theological concepts, now in the postmodern horizon. In this sense, we propose another theological rationality that has as its starting point the finding of crisis and decline of Reason - Reason civilization collapsed (its logocentrism, the genesis of this theo-logy). So we have searched other sources of wisdom and rationality: other sources of inspiration. The first was found a rich conception of rationality in this postmodern thought, hereinafter called sensible reason. The second source comes from the seventeenth century (the cartesian rationalism): a sensible reason (friendly) as proposed to the French Blaise Pascal; in which the mystic is in the foreground: a mystical heart-centered. The third and final source comes from the fertile humus of the Christian faith, for which we are questioned about our real condition: finitude, indicating not only a radical transience, but unveiling with absolute rawness our ontological insecurity and deep interdependence. Hence, the humility not being just a virtue, ultimately, but the result of a minimum making lucidity. In this Spirit of humility, who is living space (uterus/humus): we are generated and regenerated, and we can grow. It is the Spirit that beside the Father and the Son form a humble Love Community (kenosis) and dancer (in perichoresis). Relationship model in which the Third is included: the Spirit. We are sons and daughters of this ratio Communion, and She are oriented, which implies the possibility of developing a trinitarian intercorporeality. Making room for the inclusion of previously marginalized dimensions throughout the history of Western thought: weaving with other wires, from various skeins, a trinitarian teopo(ethics).

The productivity of agricultural and forest ecosystems in regions at higher latitudes is to a large extent governed by low temperature and moisture conditions. Environmental conditions are acting both above- and below-ground and regulating carbon fluxes and evapotranspiration. However, the understanding of various feedbacks between vegetation and environmental conditions is still unclear. In this thesis, two studies were conducted to understand the physical and biological processes. In the first study, the aim was to simulate soil temperature and moisture dynamics in the bare soil with seasonal frost conditions in China. In the second study, the aims were to model seasonal courses of carbon and evapotranspiration and to examine the responses of photosynthesis, transpiration and respiration on environmental conditions in a boreal Scots pine ecosystem in Finland. In both studies the CoupModel was applied to simulate the dynamic responses of the systems. Both sites represented investigations from which a high number of measurements were available. To understand to what extent the data could be used to increase the understanding of the systems, the Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) was applied. The GLUE method was useful to reduce basic uncertainties with respect to parameter ranges, model structures and measurements. The strong interactions between soil temperature and moisture processes have indicated by a few behavioral models obtained when constrained by combined temperature and moisture criteria. Model performance on sensible and latent heat fluxes and net ecosystem exchange (NEE) also indicated the coupled processes within the system. Seasonal and diurnal courses were reproduced successfully with reduced parameter ranges. However, uncertainties on what is the most general regulation for transpiration and NEE are still unclear and need further systematic investigations. / QC 20101206

Les systèmes de recherche d'information (RI) ou moteurs de recherche ont été largement utilisés pour trouver rapidement les informations pour les utilisateurs. Le classement est la fonction centrale de la RI, qui vise à ordonner les documents candidats dans une liste classée en fonction de leur pertinence par rapport à une requête de l'utilisateur. Alors que IR n'a considéré qu'une seule requête au début, les systèmes plus récents prennent en compte les informations de contexte. Par exemple, dans une session de recherche, le contexte de recherche tel que le requêtes et interactions précédentes avec l'utilisateur, est largement utilisé pour comprendre l'intention de la recherche de l'utilisateur et pour aider au classement des documents. En plus de la recherche ad-hoc traditionnelle, la RI a été étendue aux systèmes de dialogue (c'est-à-dire, le dialogue basé sur la recherche, par exemple, XiaoIce), où on suppose avoir un grand référentiel de dialogues et le but est de trouver la réponse pertinente à l'énoncé courant d'un utilisateur. Encore une fois, le contexte du dialogue est un élément clé pour déterminer la pertinence d'une réponse. L'utilisation des informations contextuelles a fait l'objet de nombreuses études, allant de l'extraction de mots-clés importants du contexte pour étendre la requête ou l'énoncé courant de dialogue, à la construction d'une représentation neuronale du contexte qui sera utilisée avec la requête ou l'énoncé de dialogue pour la recherche. Nous remarquons deux d'importantes insuffisances dans la littérature existante. (1) Pour apprendre à utiliser les informations contextuelles, on doit extraire des échantillons positifs et négatifs pour l'entraînement. On a généralement supposé qu'un échantillon positif est formé lorsqu'un utilisateur interagit avec (clique sur) un document dans un contexte, et un un échantillon négatif est formé lorsqu'aucune interaction n'est observée. En réalité, les interactions des utilisateurs sont éparses et bruitées, ce qui rend l'hypothèse ci-dessus irréaliste. Il est donc important de construire des exemples d'entraînement d'une manière plus appropriée. (2) Dans les systèmes de dialogue, en particulier les systèmes de bavardage (chitchat), on cherche à trouver ou générer les réponses sans faire référence à des connaissances externes, ce qui peut facilement provoquer des réponses non pertinentes ou des hallucinations. Une solution consiste à fonder le dialogue sur des documents ou graphe de connaissances externes, où les documents ou les graphes de connaissances peuvent être considérés comme de nouveaux types de contexte. Le dialogue fondé sur les documents et les connaissances a été largement étudié, mais les approches restent simplistes dans la mesure où le contenu du document ou les connaissances sont généralement concaténés à l'énoncé courant. En réalité, seules certaines parties du document ou du graphe de connaissances sont pertinentes, ce qui justifie un modèle spécifique pour leur sélection. Dans cette thèse, nous étudions le problème du classement de textes en tenant compte du contexte dans le cadre de RI ad-hoc et de dialogue basé sur la recherche. Nous nous concentrons sur les deux problèmes mentionnés ci-dessus. Spécifiquement, nous proposons des approches pour apprendre un modèle de classement pour la RI ad-hoc basée sur des exemples d'entraîenemt sélectionnés à partir d'interactions utilisateur bruitées (c'est-à-dire des logs de requêtes) et des approches à exploiter des connaissances externes pour la recherche de réponse pour le dialogue. La thèse est basée sur cinq articles publiés. Les deux premiers articles portent sur le classement contextuel des documents. Ils traitent le problème ovservé dans les études existantes, qui considèrent tous les clics dans les logs de recherche comme des échantillons positifs, et prélever des documents non cliqués comme échantillons négatifs. Dans ces deux articles, nous proposons d'abord une stratégie d'augmentation de données non supervisée pour simuler les variations potentielles du comportement de l'utilisateur pour tenir compte de la sparcité des comportements des utilisateurs. Ensuite, nous appliquons l'apprentissage contrastif pour identifier ces variations et à générer une représentation plus robuste du comportement de l'utilisateur. D'un autre côté, comprendre l'intention de recherche dans une session de recherche peut représentent différents niveaux de difficulté - certaines intentions sont faciles à comprendre tandis que d'autres sont plus difficiles et nuancées. Mélanger directement ces sessions dans le même batch d'entraînement perturbera l'optimisation du modèle. Par conséquent, nous proposons un cadre d'apprentissage par curriculum avec des examples allant de plus faciles à plus difficiles. Les deux méthodes proposées obtiennent de meilleurs résultats que les méthodes existantes sur deux jeux de données de logs de requêtes réels. Les trois derniers articles se concentrent sur les systèmes de dialogue fondé les documents/connaissances. Nous proposons d'abord un mécanisme de sélection de contenu pour le dialogue fondé sur des documents. Les expérimentations confirment que la sélection de contenu de document pertinent en fonction du contexte du dialogue peut réduire le bruit dans le document et ainsi améliorer la qualité du dialogue. Deuxièmement, nous explorons une nouvelle tâche de dialogue qui vise à générer des dialogues selon une description narrative. Nous avons collecté un nouveau jeu de données dans le domaine du cinéma pour nos expérimentations. Les connaissances sont définies par une narration qui décrit une partie du scénario du film (similaire aux dialogues). Le but est de créer des dialogues correspondant à la narration. À cette fin, nous concevons un nouveau modèle qui tient l'état de la couverture de la narration le long des dialogues et déterminer la partie non couverte pour le prochain tour. Troisièmement, nous explorons un modèle de dialogue proactif qui peut diriger de manière proactive le dialogue dans une direction pour couvrir les sujets requis. Nous concevons un module de prédiction explicite des connaissances pour sélectionner les connaissances pertinentes à utiliser. Pour entraîner le processus de sélection, nous générons des signaux de supervision par une méthode heuristique. Les trois articles examinent comment divers types de connaissances peuvent être intégrés dans le dialogue. Le contexte est un élément important dans la RI ad-hoc et le dialogue, mais nous soutenons que le contexte doit être compris au sens large. Dans cette thèse, nous incluons à la fois les interactions précédentes avec l'utilisateur, le document et les connaissances dans le contexte. Cette série d'études est un pas dans la direction de l'intégration d'informations contextuelles diverses dans la RI et le dialogue. / Information retrieval (IR) or search systems have been widely used to quickly find desired information for users. Ranking is the central function of IR, which aims at ordering the candidate documents in a ranked list according to their relevance to a user query. While IR only considered a single query in the early stages, more recent systems take into account the context information. For example, in a search session, the search context, such as the previous queries and interactions with the user, is widely used to understand the user's search intent and to help document ranking. In addition to the traditional ad-hoc search, IR has been extended to dialogue systems (i.e., retrieval-based dialogue, e.g., XiaoIce), where one assumes a large repository of previous dialogues and the goal is to retrieve the most relevant response to a user's current utterance. Again, the dialogue context is a key element for determining the relevance of a response. The utilization of context information has been investigated in many studies, which range from extracting important keywords from the context to expand the query or current utterance, to building a neural context representation used with the query or current utterance for search. We notice two important insufficiencies in the existing literature. (1) To learn to use context information, one has to extract positive and negative samples for training. It has been generally assumed that a positive sample is formed when a user interacts with a document in a context, and a negative sample is formed when no interaction is observed. In reality, user interactions are scarce and noisy, making the above assumption unrealistic. It is thus important to build more appropriate training examples. (2) In dialogue systems, especially chitchat systems, responses are typically retrieved or generated without referring to external knowledge. This may easily lead to hallucinations. A solution is to ground dialogue on external documents or knowledge graphs, where the grounding document or knowledge can be seen as new types of context. Document- and knowledge-grounded dialogue have been extensively studied, but the approaches remain simplistic in that the document content or knowledge is typically concatenated to the current utterance. In reality, only parts of the grounding document or knowledge are relevant, which warrant a specific model for their selection. In this thesis, we study the problem of context-aware ranking for ad-hoc document ranking and retrieval-based dialogue. We focus on the two problems mentioned above. Specifically, we propose approaches to learning a ranking model for ad-hoc retrieval based on training examples selected from noisy user interactions (i.e., query logs), and approaches to exploit external knowledge for response retrieval in retrieval-based dialogue. The thesis is based on five published articles. The first two articles are about context-aware document ranking. They deal with the problem in the existing studies that consider all clicks in the search logs as positive samples, and sample unclicked documents as negative samples. In the first paper, we propose an unsupervised data augmentation strategy to simulate potential variations of user behavior sequences to take into account the scarcity of user behaviors. Then, we apply contrastive learning to identify these variations and generate a more robust representation for user behavior sequences. On the other hand, understanding the search intent of search sessions may represent different levels of difficulty -- some are easy to understand while others are more difficult. Directly mixing these search sessions in the same training batch will disturb the model optimization. Therefore, in the second paper, we propose a curriculum learning framework to learn the training samples in an easy-to-hard manner. Both proposed methods achieve better performance than the existing methods on two real search log datasets. The latter three articles focus on knowledge-grounded retrieval-based dialogue systems. We first propose a content selection mechanism for document-grounded dialogue and demonstrate that selecting relevant document content based on dialogue context can effectively reduce the noise in the document and increase dialogue quality. Second, we explore a new task of dialogue, which is required to generate dialogue according to a narrative description. We collect a new dataset in the movie domain to support our study. The knowledge is defined as a narrative that describes a part of a movie script (similar to dialogues). The goal is to create dialogues corresponding to the narrative. To this end, we design a new model that can track the coverage of the narrative along the dialogues and determine the uncovered part for the next turn. Third, we explore a proactive dialogue model that can proactively lead the dialogue to cover the required topics. We design an explicit knowledge prediction module to select relevant pieces of knowledge to use. To train the selection process, we generate weak-supervision signals using a heuristic method. All of the three papers investigate how various types of knowledge can be integrated into dialogue. Context is an important element in ad-hoc search and dialogue, but we argue that context should be understood in a broad sense. In this thesis, we include both previous interactions and the grounding document and knowledge as part of the context. This series of studies is one step in the direction of incorporating broad context information into search and dialogue.

Grâce à de récentes percées scientifiques, certains médiateurs clés dans divers états pathologiques ont été identifiés et de nouveaux composés thérapeutiques ont été développés pour les inhiber. Bien que très efficaces, ces composés possèdent souvent des propriétés physico-chimiques incompatibles avec celles du corps humain et deviennent, donc, difficiles à formuler. Au cours des dernières décennies, les systèmes de vectorisation de médicaments ont été étudiés comme une solution potentielle promettant une augmentation de la concentration du médicament au site d'action tout en atténuant les problèmes de stabilité et de solubilité. Plus particulièrement, les polymères ont démontré un succès en tant que matière première dans la conception de ces formulations. Cependant, un obstacle majeur à leur développement clinique est le faible niveau d’encapsulation du principe actif. Afin de remédier à cette limitation, les travaux présentés dans cette thèse se sont concentrés sur l'utilisation de copolymères blocs en forme d'étoile et à base d'acide cholique pour faciliter l'encapsulation. Divers principes actifs aux propriétés physico-chimiques variables ont été encapsulés dans nos systèmes polymères, témoignant ainsi de leur grande efficacité et ceci à travers une large gamme de médicaments. Dans un premier temps, les propriétés physico-chimiques de notre système ont été étudiées. Les copolymères bloc sont composés d'un noyau d'acide cholique (CA) sur lequel le poly (allyl glycidyl éther) (PAGE) et le poly (éthylène glycol) (PEG) sont polymérisées séquentiellement pour donner lieu au CA-(PAGE-b-PEG)4 amphiphiles à quatre branches. De plus, le bloc PAGE a été fonctionnalisé pour porter des groupements amines primaires. Les effets de la longueur du bloc PEG et des groupements amines sur le comportement thermosensible des polymères dans l'eau ont été examinés. Cette thermosensibilité a aussi été étudiée en présence de diverses concentrations de sels. Il a été découvert que l'augmentation de la longueur du PEG augmente la température du point de trouble. De même, la fonctionnalisation des blocs PAGE pour porter des groupements amines a augmenté le point de trouble en l'absence de sel, mais a significativement diminué en présence de sel. Cette observation a été attribuée au « salting-out » des polymères. Dans un second temps, employée comme un médicament hydrophobe modèle, la doxorubicine (Dox) a été encapsulée à l’aide de nos copolymères blocs CA-(PAGE-b-PEG)4. Dans ce cas, les interactions polymère-médicament régissant l’encapsulation de la Dox ont été étudiées. Plus précisément, les interactions hydrophobes et électrostatiques ont été comparées pour leur influence sur la charge de médicament à l'intérieur des copolymères blocs. Une charge élevée de Dox a été obtenue à l’aide des interactions électrostatiques par rapport aux interactions hydrophobes avec ou sans la présence d'acide oléique comme co-tensioactif. De plus, les interactions électrostatiques conféraient au système de relargage une réactivité au pH permettant ainsi un relargage de la Dox en présence d’un pH acide. Les copolymères blocs ont présenté une bonne biocompatibilité lors d’essai in vitro. Les nouveaux copolymères blocs en étoile et à base d'acide cholique ont montré un grand potentiel en tant que vecteurs de relargage de médicaments pour l’encapsulation de la Dox. Pour démontrer l’étendue de l’application de notre système, des petits acides ribonucléiques interférant (pARNi) ont été encapsulés à l’aide des copolymères blocs CA-(PAGE-b-PEG)4 où le PAGE a été fonctionnalisé pour porter des groupements amines. Les pARNi sont des composés thérapeutiques hydrophiles chargés négativement et nécessitant une méthodologie d’encapsulation différente de celle utilisée pour la Dox. Les groupements allyles du bloc PAGE ont été fonctionnalisés pour porter des amines primaires ou tertiaires. Également, l'acide folique a été greffé sur l'extrémité de la chaîne PEG pour augmenter l'absorption cellulaire. Les (CA-PAGE-b-PEG)4 fonctionnalisés avec des amines primaires ou tertiaires ont présenté une forte complexation des pARNi. Des agrégats micellaires uniformes ont ainsi été obtenus. De plus, des lipides ont été ajoutés comme co-tensioactifs pour aider à stabiliser les nanoparticules dans les milieux de culture cellulaire. Ces systèmes micellaires mixtes avaient une charge élevée de pARNi et une absorption cellulaire améliorée avec une augmentation concomitante de la transfection des pARNi dans des cellules modèles de HeLa et HeLa-GFP, respectivement. Les résultats présentés dans cette thèse témoignent du grand potentiel de l'utilisation de copolymères blocs en forme d'étoile et à base d'acide cholique dans la conception de systèmes de vectorisation de médicaments. Ces résultats offrent des conclusions pertinentes sur les différents paramètres clés contrôlant l’efficacité des systèmes de vectorisation des médicaments à base de polymères pouvant être traduits dans d'autres systèmes. Les stratégies développées ici aideront grandement au développement des systèmes de vectorisation de médicaments et accéléreront potentiellement leur évolution vers la clinique. / Recent scientific breakthroughs have fostered the identification of key mediators of various diseased states while permitting the development of novel therapeutic compounds to address them. Although very potent, these compounds often possess physico-chemical properties that are incompatible with those of the human body and are becoming increasingly difficult to formulate. In the recent decades, drug delivery systems have been studied as a potential solution in the formulation of these therapeutic compounds promising improved accumulation at the site of action while mitigating issues of stability and solubility. Most notably, polymers have shown tremendous success as starting material in the design of these drug formulations. However, one major hurdle curtailing their clinical translatability is their low drug loading levels. In an effort to address this limitation, the work presented in this thesis focused on the use of cholic acid-based star-shaped block copolymers for the encapsulation of active pharmaceutical ingredients with varying physico-chemical properties thereby demonstrating their successful application to a broad range of compounds. First, the physico-chemical properties of our proposed system were studied. The block copolymers are composed of a cholic acid (CA) core onto which poly(allyl glycidyl ether) (PAGE) and poly(ethylene glycol) (PEG) are polymerized sequentially to afford an amphiphilic CA-(PAGE-b-PEG)4 with four branches. The PAGE block was further functionalized to bear pendant amine groups. The effects of PEG length and of the amine groups on the thermoresponsive behavior of the polymers in water at various salt concentrations were examined. It was discovered that increasing the length of PEG increases the cloud point temperature. Similarly, functionalizing the PAGE blocks to bear pendant amine groups increased the cloud point in the absence of salt, but significantly decreased the cloud point in the presence of salt. This observation was attributed to the salting-out of the polymers. Acting as a model hydrophobic drug, doxorubicin (Dox) was first encapsulated using our proposed CA-(PAGE-b-PEG)4 block copolymers. In this case, the polymer-drug interactions driving the loading of Dox was studied. Specifically, hydrophobic and electrostatic interactions were compared for their influence on the drug loading inside the block copolymers. A high loading of Dox was achieved vis electrostatic interactions compared to hydrophobic interactions with or without the presence of oleic acid as a cosurfactant. Also, the electrostatic interactions conferred a pH responsiveness to the system where the Dox remained encapsulated at physiological pH but was released in acidic pH. The block copolymers displayed good biocompatibility in vitro. The new functionalized star block copolymers based on cholic acid showed great potential as drug delivery carriers for the loading of Dox. To demonstrate the widespread application of our proposed system, small interfering RNA (siRNA) was loading using the CA-(PAGE-b-PEG)4 block copolymers where PAGE was functionalized with amine. siRNA is a hydrophilic, negatively charged therapeutic compound necessitating a different loading methodology than that used for Dox. The allyl groups of PAGE were functionalized to bear primary or tertiary amines and folic acid was grafted onto the PEG chain end to increase cell uptake. (CA-PAGE-b-PEG)4 functionalized with either primary or tertiary amines show high siRNA complexation. Uniform micellar aggregates were obtained. Lipids were added as co-surfactants to help stabilize the nanoparticles in the cell culture media. The mixed micelles had high siRNA loading and improved cell uptake with a concomitant increase in siRNA transfection in HeLa and HeLa-GFP model cells, respectively. The results presented in this thesis, demonstrate the feasibility of using cholic acid-based star-shaped block copolymers in the design of drug delivery systems and offers insights into key parameters controlling their efficacy which can be translated to other polymer-based systems. The strategies developed herein will greatly aid in the development of drug delivery systems and potentially accelerate their progress into the clinic.

Forests affect climate by absorbing CO₂ but also by altering albedo, latent heat flux, and sensible heat flux. In this study we used the Community Earth System Model to assess the biophysical effect of North American temperate forests on climate and how this effect changes with location, tree type, and forest management. We calculated the change in annual temperature and energy balance associated with afforestation with either needle leaf evergreen trees (NET) or broadleaf deciduous trees (BDT) and between forests with high and low leaf-area indices (LAI). Afforestation from crops to forests resulted in lower albedo and higher sensible heat flux but no consistent difference in latent heat flux. Forests were consistently warmer than crops at high latitudes and colder at lower latitudes. In North America, the temperature response from afforestation shifted from warming to cooling between 34° N and 40° N for ground temperature and between 21° N and 25° N for near surface air temperature. NET tended to have lower albedo, higher sensible heat flux and warmer temperatures than BDT. The effect of tree PFT was larger than the effect of afforestation in the south and in the mid-Atlantic. Increasing LAI, a proxy for increased management intensity, caused a cooling effect in both tree types, but NET responded more strongly and albedo decreased while albedo increased for BDT. Our results show that forests' location, tree type, and management intensity can have nearly equal biophysical effects on temperature. A forest will have maximum biophysical cooling effect if it is in the south, composed of broadleaf PFT, and is managed to maximize leaf area index. / Master of Science

In der Entwicklung des peripheren Nervensystems formen Schwannzellen eine Myelinscheide um Axone mit einem Durchmesser von mehr als 1 μm durch die Bildung multipler kompakter Membranschichten. Voraussetzung einer optimalen Nervenleitgeschwindigkeit ist dabei ein physiologisches Verhältnis der Dicke der Myelinscheide zu dem jeweiligen Axondurchmesser. Eine zentrale Rolle spielt dabei der axonale EGF-like growth factor NRG1 Typ III, der ErbB2/3- Rezeptoren der Schwannzelle bindet. Der PI3K-AKT-Signalweg ist ein bekannter intrazellulärer Effektor des ErbB2/3-Rezeptors und wurde bereits mit dem Prozess der Myelinisierung in Verbindung gebracht. Um die spezifische Funktion des PI3K-AKT-Signalwegs in Schwannzellen zu erforschen, generierten wir mit Hilfe des Cre/LoxP-Systems Mausmutanten, die eine zellspezifische Inaktivierung des Gens Phosphatase and Tensin Homolog (Pten) in myelinisierenden Gliazellen aufweisen (Pten-Mutanten). Der Verlust der Lipidphosphatase PTEN führte zu einer Anreicherung ihres Substrates, des second messenger Phosphatidyl-(3,4,5)-Trisphosphat (PIP3), und damit zu einer gesteigerten Aktivität des PI3K-AKT-Signalwegs in den Schwannzellen der Pten-Mutanten. Wir beobachteten in den Pten-Mutanten eine ektopische Myelinisierung von unmyelinisierten C- Faser-Axonen sowie eine Hypermyelinisierung von Axonen bis 2 μm Durchmesser. Bei Axonen über 2 μm Durchmesser kam es zu Myelinausfaltungen und fokalen Hypermyelinisierungen (Tomacula) anliegend an Regionen des unkompakten Myelins (Paranodien und Schmidt- Lantermann-Inzisuren). Weiterhin bildeten die mutanten Remak-Schwannzellen unkompakte Membranwicklungen um nicht-myelinisierte C-Faser-Axone und um Kollagenfaserbündel aus („Remak-Myelin“). Sowohl in den Regionen unkompakten Myelins als auch in Remak- Schwannzellen konnte eine erhöhte Aktivität des PI3K-AKT-Signalwegs nachgewiesen werden. Vermutlich setzt die Anreicherung von PIP3 mit Überaktivierung des PI3K-AKT-Signalwegs in den mutanten Gliazellen einen zellautonomen Prozess der Umwicklung von Axonen in Gang. Die zusätzliche Bildung von „Remak-Myelin“ um Kollagenfasern, die keine Membranoberfläche besitzen, weist darauf hin, dass dieser Prozess nicht von einer bidirektionalen axo-glialen Kommunikation abzuhängen scheint. Die beobachteten Tomacula und Myelinausfaltungen zeigten Ähnlichkeiten mit Mausmodellen für hereditäre Neuropathien des Menschen, wie HNPP und CMT4B. Wir vermuten, dass PTEN im unkompakten Myelin unkontrolliertes Membranwachstum verhindert und dass eine gestörte Balance von Phosphoinositiden einen Pathomechanismus von tomaculösen Neuropathien darstellt. Somit identifizieren wir den PI3K-AKT-Signalweg als ein mögliches Ziel zukünftiger Therapiekonzepte für hereditäre Neuropathien des Menschen.

Adoptant la langue des flux et des fluides, la théorie sociologique caractérisent aujourd’hui les acteurs sociaux comme des êtres composites, prédisposés à changer et capables d’agencements feuilletés. Alors que l’importance de la mobilité pour penser et analyser le social contemporain est généralement reconnue, rare sont les travaux qui se consacre à en développer les modalités fondamentales. L’objectif de cette thèse est de développer une approche plus différenciée et gradualiste des mobilités que celle proposée par les principales options théoriques en vigueur, sans pour autant abandonner la dimension fluctuante, non linéaire et imprévisible du mouvement sur laquelle elles attirent l’attention. Qu’est-ce qu’être mobile ?Une théorie de l’expérience, en l’occurrence celle proposée par la phénoménologie, offrirait-elle des ressources critiques susceptibles d’ouvrir à l’approfondissement des mobilités comme elles sont vécues ?À titre d’hypothèse, cette thèse pose qu’un ensemble de phénomènes demeurent énigmatiques à l’intérieur de la conception généralement admise du social contemporain et qu’une articulation plus explicite du thème de la mobilité à celui de l’action humaine permet d’approfondir les processus du déplacement dans l’espace des sociétés, du passage du temps impliqué par le déplacement et du changement social. Comment émerge du nouveau dans le cours d’actions ?Qu’est-ce que pouvoir agir ?Quelle est la source du changement ?À partir d’une enquête inédite sur des voyageurs se rendant quotidiennement à Bruxelles et des personnages de romans de route étatsuniens, l’auteur explore des questions de fond portant sur l’expérience du transport, autour de l’éloignement des choses et des personnes aimées, du vide du temps d’attente, des aléas aussi insignifiants qu’irritants, de l’étrangeté des rencontres, de la décision de prendre la route et de choisir une orientation nouvelle. Ces moments de vacillation sont importants, soutient l’auteur, car ils nous ramènent aux motivations fondamentales et aux buts ultimes de nos déplacements les plus quotidiens. À une époque marquée par un idéal de mouvement fluide et sans accrocs, cette thèse éclaire ce qui se passe dans l’expérience des mobilités. Elle incite à une réflexion sur ce que nous éprouvons sur la route et aux possibles que cette expérience fait émerger. / Doctorat en Sciences politiques et sociales / info:eu-repo/semantics/nonPublished