Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Les câbles sont utilisés de plus en plus pour le transport et la distribution de l’électricité en courant alternatif sur des distances de plus en plus longues. La prolifération de fermes éoliennes offshore qui nécessitent d’interconnexions avec le continent a aussi propulsé leur utilisation sous-marine. Modèles de câbles sont disponibles dans le bien connu logiciel Electro Magnetic Transient Program et sont destinés au domaine temporel. Ces modèles sont assemblés en utilisant différentes techniques, mais tous nécessitent une connaissance précise des paramètres des câbles dans le domaine fréquentiel. Dans ce but, pour le calcul des impédances des câbles tripolaires cette thèse propose une méthode qui améliore la prise en compte de la proximité entre tous les conducteurs : il s’agit d’une méthode semi-analytique qui utilise le concept duale de fils minces et sous-conducteurs pour décrire la densité de courant à l’intérieur des conducteurs et le calcul des impédances. L’effet du retour par la mer est aussi analysé et une méthode quasi Monte Carlo est proposé, afin de résoudre les intégrales qui décrivent la formulation des impédances pour le sol à deux couches (la mer et son fond) sur lequel ces câbles sont posés. L’effet du à la présence des couches de semi-conducteur dans les câbles est aussi traité. La méthode de collocation stochastique est aussi décrite et appliquée, afin de prendre en compte la variabilité des paramètres d’entrée. / Cables are extensively used for underground alternating current electricity distribution and progressively over longer distances ; the proliferation of offshore wind farms which require interconnections with the mainland has also increased their use underwater. Models of cables are available in the well-known Electro Magnetic Transient Program software and are designed to the time-domain. These models are assembled using different techniques but all of them need a precise knowledge of the frequency domain parameters of the cables. Accordingly, for the calculation of the impedances of three-core submarine power cables this thesis proposes an improved method to consider the proximity effect between all conductors. The method, which is a semi-analytical, uses the dual concept of thin-wires and sub-conductors to describe the current density inside the conductors and the calculation of the impedances. The effect of the sea return is also analyzed and a quasi Monte Carlo method is proposed, to solve the integrals describing the impedances formulations for the two layer soil (the sea and seabed) upon which the submarine cables are laid. The effect due to the presence of semi-conducting layers in the cables is also treated. The stochastic collocation method is also described and applied, in order to account for the variability of the input parameters.

Comme de nombreuses lois adoptées en matière pénale, la loi n° 2008-174 relative à la rétention de sûreté et à la déclaration d'irresponsabilité pénale pour cause de trouble mental du 25 février 2008 a été adoptée pour répondre au profond émoi de l'opinion publique suscité par la médiatisation de faits divers dramatiques. Cette loi comporte deux volets principaux : le premier porte sur la "rétention de sûreté" qui concerne les auteurs d'infraction présentant des troubles graves de la personnalité à l'origine "d'une particulière dangerosité", le second volet intitulé "déclaration d'irresponsabilité pénale pour cause de trouble mental" intéresse les personnes déclarées pénalement irresponsables en application de l'article 122-1 alinéa 1 du Code pénal. Même si ce second volet de la loi de 2008 a fait couler moins d'encre que le premier, il a tout de même soulevé, et soulève toujours à l'heure actuelle, de houleux débats. Composé de plusieurs dispositions inspirées de divers travaux qui s'étaient intéressés à cette question de l'irresponsabilité pénale pour cause de trouble mental et qui avaient abouti à la formulation de préconisations parfois surprenantes, ce second volet de la loi de 2008 a fait l'objet de vives critiques. Certaines de ces dispositions ont toutefois été unanimement approuvées. Après 5 ans d'application, quel bilan dresser de cette réforme ? Au stade de l'instruction, ce bilan est assez mitigé. Il semble en effet que certaines des modifications qui ont été opérées à l'occasion de la loi de 2008 présentent une utilité incontestable mais d'autres, au contraire, s'avèrent insuffisantes ou inutiles. / Like many other laws passed in criminal matters, law n° 2008-174, dated 25 february 2000, relating to security detention and criminal irresponsibility due to mental disorders, was adopted in response to the deep emotion of the public opinion generated by the media coverage of tragic events.This law has two main components : the first focuses on "security detention" for criminals with severe personality disorders, cause of a "particularly dangerous nature" ; the second part entitled "declaration of irresponsibility due to mental disorders" interested persons found not criminally responsible in application of article 122-1 § 1 of the Penal Code. While the second part of the 2008 law had a lesser media coverage than the first one, he raised and still raises heated debates. Composed of several dispositions inspired by various works related to the question of criminal responsibility due to mental disorders, that led to the formulation of sometimes surprising recommendations, the second part of the 2008 law was strongly criticized. Some of these dispositions, however, were unanimously approved. After five years of application, what conclusions should be drawn ? During the investigation phase, the results are somewhat mixed. It seems that some of the changes that were made on the occasion of the 2008 law have an uncontestable utility, but, others, however, are insufficient or unnecessary.

Les récepteurs du glutamate de type AMPA (rAMPA) sont les récepteurs ionotroniques responsables de la majeure partie des courants excitateurs rapides lors de la transmission synaptique dans le système nerveux central. Le nombre de rAMPA stabilisés à la synapse est responsable en partie de l’intensité de la transmission synaptique et de nombreux phénomènes de plasticité synaptique. Les rAMPA se répartissent en trois populations en équilibre dynamique: les récepteurs intracellulaires, les récepteurs extra-synaptiques, et les récepteurs synaptiques stabilisés au niveau de la densité post-synaptique. L’implication des protéines transmembranaires régulatrices des rAMPA (TARP) dans la stabilisation des rAMPA est établie, et repose au moins en partie sur la liaison de la protéine TARP γ-2 avec la protéine d’échafaudage PSD-95. Dans l’hippocampe, siège de nombreux phénomènes de plasticité, l’isoforme γ-8 est particulièrement enrichie. La TARP γ-8 a pour particularité de posséder un domaine C-terminal plus long que son homologue γ-2 et de s’exprimer au niveau synaptique et extra-synaptique. Mon travail de thèse à consisté à étudier les mécanismes moléculaires mis en jeu dans la régulation de la liaison des protéines TARP γ-2 et γ-8 avec la protéine PSD-95, ainsi que l’implication respective des deux isoformes dans la régulation de la mobilité latérale des rAMPA. Les résultats majeurs de cette étude sont : a) l’interaction entre γ-2 et PSD-95 est régulée par la longueur apparent du domaine C-terminal de γ-2 modulée par la phosphorylation; b) γ-8 lie PSD-95 dans les compartiments synaptiques et extra-synaptiques, toutefois cette interaction n’est pas corrélée avec une immobilisation des rAMPA. Ces résultats suggèrent que γ-2 et γ-8 jouent des rôles bien distincts dans l’adressage des rAMPA à la synapse. / AMPA type glutamate receptors (AMPARs) are ionotropic receptors responsible for most excitatory transmission in the central nervous system. The number of stabilized AMPARs in front of glutamate release sites determines in large part the strength of synaptic transmission and variation in this number is thought to underlie numerous forms of synaptic plasticity. AMPARs are present in three main subcellular pools between which they are in a dynamic equilibrium by processes of trafficking: intracellular receptors, extrasynaptic receptors, and synaptic receptors stabilized at the postsynaptic density (PSD). Transmembrane AMPAR regulatory proteins (TARPs) are known to be implicated in AMPAR stabilization at the synapse through the interaction of TARP γ-2/8 with the scaffolding protein PSD-95. In the hippocampus, a structure exhibiting various synaptic plasticity patterns, γ-8 is the most abundant TARP. This isoform is characterized by a longer C-terminal fragment than γ-2 and a synaptic and extrasynaptic localization. During my Ph.D, I studied the molecular mechanisms involved in the regulation of TARP γ-2 and γ-8 binding to PSD-95 and their respective roles in regulating AMPAR lateral mobility. The main results are: a) γ-2 interaction with PSD-95 is regulated by the apparent length of its C-terminus domain that is modulated by phosphorylation; b) γ-8 binds PSD-95 in synaptic and extrasynaptic compartment however this interaction is not correlated with AMPAR immobilization. Altogether, those results suggest that those two TARP isoforms have independent functional roles.

Nous avons étudié des harzburgites à spinelles échantillonnées au volcan andésitique Avachinsky (Sud du Kamchatka, Russie). Ces roches contiennent des inclusions vitreuses dans des spinelles et sont recoupées par des veines pyroxénitiques. L’étude des inclusions vitreuses dans les spinelles révèle deux générations de liquides: (1) un liquide formé à haute température (>1200°C) dans l’asthénosphère et (2) un liquide formé à plus basse température (>900°C) dans la lithosphère mantellique. Ce travail permet de mesurer directement la composition en éléments majeurs et en trace des liquides produits par fusion partielle dans le manteau sous-arc. Les veines webstéritiques recoupant les xénolithes sont formées par des boninites riches en Ca. Ces liquides peuvent être issus de la fusion partielle d’une harzburgite hybridisée par des fluides alumino-silicatés dérivant de la plaque Pacifique plongeante. Les boninites riches en Ca peuvent être produites dans un arc mature et ne pas être des indicateurs géodynamiques fiables mais des précurseurs de certains produits éruptifs du volcanisme andésitique. L’étude des veines orthopyroxénitiques recoupant les xénolithes révèle les processus de modification des liquides produits et percolants dans le manteau sous-arc. Ces processus se caractérisent par une combinaison de fractionnement et ré-équilibration partielle du liquide percolant avec l’encaissant péridotitique. Le processus global affecte des liquides avec des signatures géochimiques variées et se caractérise par la formation de spectres de terres rares en forme de U coexistant avec des anomalies positives en Zr-Hf. La signature en éléments en trace des boninites pauvres en Ca peut être le résultat de ce processus. Le développement méthodologique de l’imagerie tridimensionnelle par microscopie multiphotonique, appliquée aux sulfures disséminés dans les xénolithes, montre que cette technique permet d’obtenir une résolution sub-micronique avec un minimum de mise en oeuvre. L’étude de la signature en éléments du groupe du platine des sulfures des veines orthopyroxénitiques montre que cette signature est aussi fortement modifiée lors de l’interaction du liquide percolant avec un liquide sulfuré interstitiel, résidant dans la roche encaissante. L’étude du F et du Cl dans les minéraux des xénolithes nous permet d’établir les premiers coefficients de partage pour ces deux éléments, applicables à la fusion et à la cristallisation dans le manteau sous-arc. Les mesures de H2O, CO2, S et halogènes dans les inclusions vitreuses montrent qu’une part importante du recyclage de ces éléments est réalisé au travers des liquides de relative basse température (>900°C) dans le manteau lithosphérique sous-arc / We have studied spinel harzburgites sampled at the andesitic volcano Avachinsky (South of Kamchatka, Russia). These rocks contain spinel-hosted glassy inclusions and are crosscut by pyroxenitic veins. The study of glassy inclusions in spinels reveals two types of liquids: (1) one formed at high temperature (>1200°C) in the asthenosphere and (2) one formed at lower temperature (>900°C) in the lithospheric sub-arc mantle. This work allows to measure directly the composition in major and trace elements of liquids produced by partial melting in the sub-arc mantle. Websteritic veins crosscutting the xenoliths are formed by Ca-rich boninites. These liquids can be produced by partial melting of an harzburgite, hybridized by alumino-silicated fluids deriving from the sinking Pacific plate. Ca-rich boninites can be produced in a mature arc, may not be reliable geodynamic indicators and rather precursors of some eruptive products of the andesitic volcanism. The study of orthopyroxenitic veins crosscutting the xenoliths reveals the processes of modification of liquids produced and percolating in the sub-arc mantle. These processes are characterized by a combination of fractionnation and partial re-equilibration of the percolating liquid with the host peridotite. The overall process affects liquids with various geochemical signatures and is characterized by the formation of U-shaped rare-earth elements spectra coexisting with Zr-Hf spykes. The trace element signature of Ca-poor boninites can result from this process. The methodological development of three-dimensional imaging by multiphoton microscopy applied to disseminated sulfides in xenoliths shows that this technique allows to obtain a sub-micronic resolution with a minimum of implementation. The study of the platinum group elements signature of sulphides in orthopyroxenitic veins reveals that this signature is also strongly modified during the interaction of the percolating liquid with an interstitial sulfide liquid located in the host harzburgite. The study of F and Cl in minerals from the xenoliths allows us to establish the first partitioning coefficients for these two elements, suitable for partial melting and crystallization in the sub-arc mantle. H2O, CO2, S and halogens measurements in the glassy inclusions reveal that an important part of the recycling of these elements is made through the relative lowtemperature (>900°C) liquids in the lithospheric sub-arc mantle

L’interprétation structurale de sections de Sismique Réflexion Multitrace-2D acquises pendant la campagne SISTEUR sur la marge de l’Équateur Central et migrées en profondeur avant sommation (PSDM) a été combinée avec la bathymétrie multifaisceaux, des modèles tomographiques de sismique grand-angle OBS, un modèle d’inversion GPS, et 13 années de sismicité relocalisée, afin de déchiffrer les causes de la variabilité de la sismicité et du Couplage Inter Sismique (CIS) le long de la subduction. La partie marine de cette marge est étroite et érosive. Elle chevauche vers l’Ouest, à 4.7 cm/an, la Ride de Carnégie. Le segment nord de la zone d’étude est bloqué, et aucun chenal de subduction n’est identifié. Ce segment révèle la présence d’un important (50 X 40+ km) massif océanique (MO) subduit, haut de ~2.5 km, et dont le flanc arrière plonge vers le continent de 2-4°, et coïncide avec la zone de CIS bloquée, et avec le socle océanique résistant (Vp= 5 km/s) de la marge. Le flanc avant du MO déduit de notre étude coïncide avec une zone de CIS partiel et des essaims de séismes chevauchant déformant le socle de la marge. A l’inverse, le segment sud est découplé, et affiche une pente sous-marine très perturbée avec des escarpements abrupts. Le contact interplaque plonge de 6-7° sous le continent et porte des monts sous-marins isolés séparés par un chenal de subduction de ~1km d’épaisseur qui agit comme lubrifiant. Un scénario en 3 étapes est proposé pour la subduction d’un MO de forme émoussée sous la marge résistante de l’Ile La Plata. Un modèle cinématique est proposé pour rendre compte de la surrection de l’île de La Plata en réponse au MO au cours des derniers 1.3-1.4 Ma. / The structural interpretation of 2D-Pre-stack Depth Migrated Multichannel Seismic Reflection sections collected during the SISTEUR cruise across the Ecuadorian margin was combined with multibeam bathymetry, OBS wide-angle tomographic models, a GPS inversion model, and 13 years of relocated seismicity to decipher the causes of the along-trench variability of the seismicity and Inter-Seismic Coupling (ISC). The margin submarine part is narrow and dominated by subduction erosion. It is underthrust eastward at 4.7 cm/yr by Carnegie Ridge, and figures a decoupled subduction centered over La Plata Island region. Our study shows that the Central Ecuador margin divides in two contrasting segments with dissimilar long-lived physical properties that may account for their specific ISC and seismicity patterns. The locked northern segment shows a smooth outer-wedge slope scalloped by a gentle re-entrant. No subduction channel is detected across this segment that reveals a broad 50 X 40+ km, ~2.5-km-high subducted Oceanic Massif (OM), which dips landward 2-4°, which coincides with the strong (Vp= 5 km/s) oceanic margin basement. In contrast, the decoupled southern segment shows a highly disrupted outer-wedge seafloor. The plate interface dips landward ~6-7°, and is spotted by isolated seamounts separated by a ~1 km-thick subduction channel that may act as a lubricant favoring inter-plate decoupling. A 3-step scenario is put forward for the subduction of a low-drag shaped OM beneath the resistant margin wedge of La Plata Island. Moreover, a kinematic model accounting for the uplift history of La Plata Island is proposed as a result of the OM subduction over the last 1.3-1.4 Myr.

Les récepteurs du glutamate de type kaïnate (KAR) jouent une grande variété de rôles dans la régulation de l’activité des réseaux neuronaux. Les KARs sont localisés à la fois dans les domaines pré- et postsynaptiques et sont impliqués dans différents rôles physiologiques tels que la libération de neurotransmetteur, le contrôle de l’excitabilité neuronale. ainsi que l’intégration et la plasticité synaptique (Pinheiro et Mulle 2006). Mon sujet de thèse a consisté à étudier les mécanismes impliqués dans le trafic subcellulaire et de l'expression polarisée des récepteurs de type kaïnate contenant la sous-unité GluK3. J’ai d’abord essayé de trouver des protéines associées, cytoplasmiques, qui pourraient intervenir dans le trafic de ces récepteurs. Les approches de protéomique que j’ai utilisées n’ont pas donné de résultat. J’ai ensuite tenté de produire des anticorps dans le but de visualiser ces récepteurs dans le cerveau. Malheureusement, je n’ai pas obtenus d’anticorps suffisamment affins pour réaliser ce projet. Par des approches de mutagénése dirigée et d’expression des récepteurs recombinants dans des systèmes hétérologues ou dans des neurones d’hippocampe en culture, j’ai pu mettre en évidence que la sous-unité GluK3 est endocytée par la voie dépendante de la clathrine via un motif di-leucine cytoplasmique. L'endocytose des récepteurs est régulé par l'application d'acide kaïnique et permet une expression polarisée de GluK3b dans les dendrites. Nous avons ensuite développé un projet d'étude du trafic des récepteurs de type kaïnate hétéromériques composés des isoformes GluK3a et GluK3b. Ce projet est actuellement en cours, mais des données préliminaires semblent impliquer la sous-unité GluK3a dans le processus d'exocytose des récepteurs. Il est donc possible que l’association des deux isoformes serait nécessaire au contrôle de l'expression membranaire du récepteur (via GluK3a) et à l'adressage polarisé dans les neurones (via GluK3b). Cette hypothèse doit cependant être encore validée. / Glutamate is the principal excitatory neurotransmitter in the brain. Glutamatergic synaptic transmission is mediated by three types of ionotropic receptors that have been classified according to their preferential affinity for the agonists NMDARs (N- methyl-D-aspartate receptors), AMPARs (a-amino-3-hydroxy- 5-methylisoazol-4- propionate receptors) and KARs (kainate receptors). Kainate receptors (KARs) are widely expressed in the brain and are present both at pre- and postsynaptic sites and are involved in several physiological functions. There are five subunits of KAR (GluR5-7, KA1 and KA2 or GluK1-5). One of the main project of my laboratory is to understand the function, the traffic and the regulation of GluK3 subunit, that has been involved in different neuronal desorders such as schizophrenia and depression. GluK3(GluR7)-containing KARs are thought to compose pre-synaptic autoreceptors that facilitate hippocampal mossy fiber synaptic transmission. There are two splice variants of GluK3, named GluK3a and GluK3b . GluK3a shares the same export motif as GluK2a in its C-terminal cytoplasmic domain which allows high expression at the plasma membrane in heterologous cell systems and in primary cultured neurons. In contrast, GluK3b seems to be retained in the endoplasmic reticulum (ER) and is only detected at the plasma membrane in substantial amounts when co-expressed with GluK3a. In my thesis, I have been interested in the mechanisms of polarized trafficking of GluK3 with a main focus on GluK3b. I have been able to identify molecular mechanisms that underlie the polarized trafficking of KARs composed of the GluK3b splice variant. Endocytosis followed by degradation is driven by a di-leucine motif on the cytoplasmic C-terminal domain of GluK3b both in heterologous cells and in cultured hippocampal neurons. The internalization of GluK3b is clathrin and Dynamin2 dependent. Moreover, endocytosis of GluK3b in neurons is regulated by bath application of the KAR agonist kainate. Interestingly, the preferential subcellular localization of GluK3b in dendrites or axons depends on the endocytotic process. We submitted a paper to J. of Neurosciences that show that the subcellular localization of GluK3b depends on the dynamic regulation of an endocytic process that could control the polarized trafficking of KARs in neurons in an activity- dependent manner. I also developped a second project focus on the traffic of KARs expressed as heteromers (GluK3b assembled with GluK3a). I am actually working on this project in my lab in order to send a second paper in the next months.