Les Méthionine sulfoxyde réductases (Msr) catalysent la réduction spécifique des méthionine sulfoxydes (Met-O) en méthionines (Met). Elles sont impliquées dans la résistance des cellules à un stress oxydant et dans la virulence des bactéries pathogènes du genre Neisseria. Cette famille d'enzyme se compose de trois classes, les MsrA et B, structuralement distinctes, et présentant une stéréosléctivité respectivement pour l'isomère S et R de la fonction sulfoxyde du substrat. Une troisième classe, découverte récemment, et appelée fRMsr, catalyse la réduction spécifique de la forme libre de l'isomère R de la fonction sulfoxyde. La fRMsr appartient à la famille des domaines GAF, généralement impliqués dans la signalisation cellulaire, et les fRMsr représentent le premier domaine GAF présentant une activité enzymatique. Les études réalisées au cours de ma thèse sur la fRMsr de Neisseria meningitidis ont permis de montrer que : 1) fRMsr de N. meningitidis présente un mécanisme catalytique identique à MsrA/B avec la formation d'au moins un pont disulfure intramoléculaire Cys84-Cys118 réduit par la thiorédoxine (Trx) ; 2) La Cys118 est le résidu catalytique sur lequel l'intermédiaire acide sulfénique doit se former ; 3) L'étape réductase est l'étape cinétiquement déterminante du mécanisme à deux étapes conduisant à la formation du pont disulfure Cys84-Cys118. La combinaison de l'analyse des résultats cinétiques, et de la structure tridimensionnelle de la fRMsr de N. meningitidis en complexe avec le substrat ont permis de montrer : 1) L'existence d'un site de reconnaissance oxyanion impliqué dans la stabilisation de la fonction carboxylate ; 2) Un rôle de la fonction carboxylate du résidu Asp143 dans la catalyse de l'étape réductase ; 3) Le résidu Glu125 est impliqué dans la reconnaissance et/ou le positionnement du substrat Met-O probablement via la stabilisation du groupement NH3+ ; 4) Un rôle du résidu Asp141 dans le positionnement des résidus Asp143 et Glu125 ; 5) le noyau indole du Trp62 est impliqué dans la stabilisation du groupe méthyle-[epsilon] / Methionine sulfoxide reductases (Msr) catalyze the specific reduction of methionine sulfoxides (Met-O) into methionine (Met). They are involved in cell defences against oxidative stress and virulence of pathogenic bacteria of Neisseria genius. This family of enzymes consists of three classes, MsrA and MsrB, structurally-unrelated, Specific for the S and the R epimer of the sulfoxide function of the substrate, respectively. A third class, recently discovered and called fRMsr, selectively reduce the free form of the R epimer of the sulfoxide function. The fRMsr belongs to the family of GAF domains, they are usually involved in cell signaling, and fRMsr represent the first GAF domain to show enzymatic activity. The studies of the Neisseria meningitidis fRMsr have shown that: 1) The Neisseria meningitidis fRMsr have a identical catalytic mechanism to MsrA and MsrB with the formation of at least one intramolecular disulfide bond, Cys84-Cys118 reduced by thioredoxin (Trx) ; 2) The Cys118 is demonstrated to be the catalytic Cys on which a sulfenic acid is formed ; 3) The Reductase step is the rate determining step of the mechanism leading to the formation of the disulfide bond Cys84-Cys118. The combination of the biochemical and kinetics data, and the examination of the 3D structure of the N. meningitidis fRMsr in complex with its substrate shown: 1) an oxyanion hole involved in the accommodation of the carboxylate group ; 2) the carboxylate group of the Asp143 residue involved in the catalysis of step reductase, and 3) The Glu125 residue involved in the recognition and/or positioning of the Met-O probably by the stabilization of the NH3+; 4) the Asp141 residue involved in the positioning of Asp143 and Glu125 residues ; 5) the indole ring of the Trp62 residue involved in stabilizing of the epsilon-methyl group

Les parasites sont une partie très importante des écosystèmes, néanmoins, dans certains cas tels que l’aquaculture ils causent des épidémies. Dans cette thèse j’ai étudié les interactions hôte-parasite chez les poissons coralliens, dans les milieux naturels et les milieux aquacoles. J’ai étudié l’arrangement des communautés de 13 espèces de monogènes de 34 espèces de poissons papillon dans l’Indo-Pacifique. Les résultats montrent qu’il existe un patron de distribution stable des espèces, ce qui, combiné avec les résultats de l’étude biogéographique, suggère que la spécificité parasitaire observée a pu se développer tout au long des épisodes biogéographiques passés. Notamment, seule une espèce, Chaetodon lunulatus, n’est jamais parasitée. J’ai étudié le mucus des poissons qui est décrit comme la première ligne de défense contre des agressions externes, pour analyser quels facteurs de C. lunulatus pourraient être reliés à l’absence des parasites. Le microbiome et le métabolome du mucus branchial des poissons papillons montrent une grande diversité. C. lunulatus présente une plus grande abondance de Fusobactéries qui est corrélée avec une surexpression de peptides pouvant dériver de la β-hémoglobine. La purification, la synthèse et l’évaluation des activités antiparasitaires des peptides sont en cours au laboratoire. J’ai aussi étudié l’utilisation des plantes médicinales comme alternative à des traitements chimiques dans l’aquaculture. J’ai testé l’activité antibactérienne et immunostimulatrice de plusieurs plantes et algues polynésiennes. L’algue rouge Asparagopsis taxiformis montre de fortes activités antibactériennes sur Vibrio harveyi et Tenacibaculum maritimum et induit une augmentation de l’expression de deux gènes liés à l’immunité chez Platax orbicularis. / Fish parasites are an important part of ecosystems, however, in certain cases such as in aquaculture they can cause severe disease outbreaks. In this thesis I have studied host-parasite interactions in coral reef fishes, both in the natural and culture environments. I have studied the distribution of 13 dactylogyrid species from 34 butterflyfishes in the Indo West-Pacific. Composition of dactylogyrid communities was host specific and together with the biogeography results, where a turnover in the main Haliotrema species was observed, suggest that parasite specificity might result from host-parasite coevolution derived from past biogeographical episodes. Only one butterflyfish species, Chaetodon lunulatus, was never found parasitized by gill monogeneans. I have studied the butterflyfish mucus, which is the first barrier against pathogens, to investigate the C. lunulatus factors that might be related to the monogenean absence. Butterflyfish gill microbiome and metabolome revealed a high diversity. C. lunulatus presented a significantly higher abundance of Fusobacteria which was correlated to a higher expression of potentially derived β-hemoglobin peptides. Synthesis and evaluation of the peptide antiparasitic activities are being performed in the laboratory. I have also studied the use of medicinal plants as an alternative to chemotherapy in fish aquaculture. I investigated the antibacterial and immunostimulant activities of several local Polynesian plants and algae, and I found that Asparagopsis taxiformis displayed a potent antibacterial activity against Vibrio harveyi and Tenacibaculum maritmum and increased expression of two immune-related genes in Platax orbicularis.

Les mécanismes expliquant le maintien de la diversité végétale dans les forêts tropicales sont mal connus. Une hypothèse particulièrement étudiée est l’hypothèse Janzen-Connell qui postule que ces mécanismes sont essentiellement causés par les interactions entre les plantes et leurs ennemis naturels, en particulier les organismes pathogènes. Dans cette thèse, nous nous sommes donc intéressés aux agents pathogènes présents dans les sols d’une forêt guyanaise et à leur lien de spécificité avec les plantes. Dans le cas où l’hypothèse Janzen-Connell serait vérifiée, on peut s’attendre à ce que les plantes structurent les communautés de micro-organismes pathogènes. Nos travaux se sont focalisés sur les Oomycètes et en particulier les Phytophthora, pathogènes des arbres très importants, mais nous nous sommes aussi intéressés aux champignons pathogènes. Ainsi, nous avons développé et comparé des jeux d’amorces PCR spécifiques des Phytophthora et des Péronosporomycètes afin d’étudier ces organismes par metabarcoding. Ces amorces ont ensuite servi à étudier la diversité des communautés de Phytophthora dans des échantillons de sols de deux sites forestiers de Guyane Française prélevés au pied d’arbres appartenant à 10 familles végétales. Une faible diversité a été retrouvée, avec seulement 8 taxons en tout, et la très large dominance d’un complexe d’espèces Phytophthora heveae. La structuration par la plante-hôte de ces communautés est plutôt faible. Dans une étude complémentaire, nous avons analysé la diversité des Oomycètes et des champignons pathogènes dans les sols et les litières de six plantations monospécifiques et au sein d’une forêt naturelle de Guyane. La structuration par l’hôte s’est avérée nulle pour les Oomycètes et faible pour les champignons pathogènes. Enfin, nous n’avons pas réussi à déclencher expérimentalement des mortalités ou dépérissements par des Oomycètes sur le wacapou, une espèce d’arbre guyanaise, via des inoculations de sols de forêt. Au final, les résultats de cette thèse ne supportent pas l’hypothèse selon laquelle les Oomycètes seraient d’importants acteurs du maintien de la diversité végétale dans les forêts tropicales. Par ailleurs, ils nous interrogent sur la faible diversité de ce groupe de microorganismes dans les sols et litières dans un hotspot de diversité végétale. / The mecanisms implied in the maintenance of plant diversity in tropical forests are still poorly known. One particularly studied hypothesis is the Janzen-Connell hypothesis, which posits that these mecanisms are essentially caused by the interactions between plant and their natural enemies, including pathogenic organisms. In this thesis, we looked at the pathogenic organisms present in the soils of a Guyanese forest, and the specificity of their interactions withplants. In the case where the Janzen-Connell hypothesis would be verified, we could expect that pathogenic micro-organisms communities would be structured by plants. Our works focused on Oomycetes and especially the Phytophthora, which are very important pathogens of trees, but we also took an interest on pathogenic Fungi. Thus, we developed PCR primer sets specific of the Phytophthora and Peronosporomycete groups, in order to study these organismsthroughmetabarcoding. These primers were then used to investigate the community of Phytophthora in soils sampled from two French Guiana sites, near trees belonging to 10 families. A low diversity was described, with a total of only 8 taxas, and the overwhelming dominance of the species complex P. heveae. A weak host effect was detected. In a complementary study, we looked at the diversity of Oomycetes and Fungi in soils and litters of six monospecific tree plantations and a Guianese natural forest. Structuration by host appeared to be null for Oomycetes and weak for pathogenic Fungi. Finally, we did not success in trying to experimentally provoke, through forest soil inoculations, Janzen-Connell mortalities due to Oomycetes on the Wacapou, a Guianese tree species. In the end, the results of this thesis do not support the hypothesis that Oomycetes may be important agents of the maintenance of tree diversity in tropical forests. Moreover, they bring some questions about the low diversity of this group of micro-organisms in a tree diversity hotspot.

Les petites protéines G sont des protéines capables de fixer du GDP ou du GTP, ce qui va induire des changements de conformation au sein de la protéine qui lui permettront d'interagir avec des partenaires cellulaires distincts, et ainsi de jouer un rôle "d'interrupteur moléculaire". Le cycle GDP/GTP des petites protéines G ne fonctionne pas seul, il est régulé par un facteur d'échange GDP/GTP (GEF) et une protéine activatrice de la GTPase (GAP). Les petites protéines G sont impliquées dans des processus cellulaires fondamentaux et divers, comme la différentiation et la prolifération cellulaire, l'organisation et la dynamique du cytosquelette, et les transports intracellulaires. Un certain nombre de structures de petite protéine G sont maintenant connues, et ont permis de définir le repliement général des petites protéines G et les changements de conformation au cours du cycle GDP/GTP. Le premier projet porte sur l'étude structurale par diffraction des rayons X de la petite protéine G Rap2A, homologue de l'oncogène Ras dans un complexe non catalytique avec le GTP. Cette étude a permis de mettre en évidence la présence d'une nouvelle interaction au niveau du site nucléotidique entre la tyrosine 32 et le phosphate gamma du GTP. Et, nous avons montré que les changements de conformation de Rap2A au cours de son cycle GDP/GTP sont caractérisés par deux transitions désordre/ordre. Le second projet porte sur l'étude structurale par diffraction des rayons X de la petite protéine G Arf6 en complexe avec du GDP. Cette étude a montré que deux protéines qui possèdent une forte homologie de séquence peuvent avoir des structures assez différentes pour être distinguées. Les principaux partenaires des formes GDP des petites protéines G sont les GEF, ce qui suggère une base structurale pour la spécificité des GEF. En conclusion, nous discutons des bases structurales qui permettent aux petites protéines G d'être distinguées les unes des autres.

Les contaminations fécales d'origine humaine ou animale contribuent à la dégradation des écosystèmes et affectent la qualité de l'eau avec des risques pour la santé publique par l'exposition à des agents pathogènes. Afin de réduire ces risques et d'améliorer la qualité de l'eau, il est nécessaire de développer des outils capables d'identifier les sources de contaminations fécales. Cet enjeu est exacerbé en Europe par le durcissement des directives sur les eaux de baignade et les eaux conchylicoles et l'obligation de procéder à l'identification et à la hiérarchisation des sources de contaminations. Cette thèse s'est attachée à valider l'utilisation des stéroïdes en tant que traceurs des sources de contaminations fécales des eaux de surface. La méthode utilisée est basée sur une analyse en composante principale de six stanols fécaux. L'approche scientifique a été menée en trois étapes, de l'échelle moléculaire à l'échelle du bassin versant. La spécificité des stéroïdes et l'homogénéité des sources ont été étudiées sur des déjections bovines, porcines et sur des influents, effluents et boues de stations d'épuration domestiques. Puis, la conservation et la persistance des empreintes stéroïdes ont été évaluées au cours du transport des échantillons sources vers le milieu naturel récepteur par des expérimentations en conditions contrôlées. Enfin, la méthode développée a été validée à l'échelle de deux bassins versants sujets à des contaminations fécales récurrentes multi-sources. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail permettent de valider l'utilisation des stéroïdes en tant que traceurs opérationnels de l'origine des contaminations fécales.

Le complexe d'initiation de la traduction 3 des eucaryotes (eIF3) joue un role central dans le réseau d'interaction des divers facteurs d'initiation de la traduction qui s'assemblent sur les ribosomes 40S, et participent aux différentes réactions au cours de la voie d'initiation de la traduction. Chez Saccharomyces cerevisiaea, ce complexe est composé de cinq sous-unités, qui sont toutes homologues avec les sous-unités de cœur du complexe eIF3 des mammifères, composé de 13 sous-unités. Un objectif majeur actuellement est d'obtenir une structure tridimensionnelle de ce complexe. Dans une première étape vers la résolution de cette structure, les efforts portent sur la détermination des régions de liaisons entre sous-unités, dont assez peu sont actuellement connues. La région d'interaction entre la sous-unité 3i et le domaine C-terminal extrémal de 3b a récemment été résolu par RMN et structure cristallographique. D'un autre côté, la région d'interaction entre 3i et 3g, bien que localisée à l'extrémité N-terminale de 3g, doit encore être précisée. Les échanges hydrogène/deutérium (HDX) se sont développés depuis les années 1990 comme outil d'analyse structurale de protéines et de complexes multiprotéiques. La spectrométrie de masse est couramment utilisée pour réaliser la mesure de l'échange. L'approche HDX la plus usuelle repose sur une mesure de masse de peptide marqués issus d'une digestion enzymatique des protéines d'intérêt afin de déterminer le contenu en deutérium ainsi que leur vitesse d'incorporation. Pour ce travail, un spectromètre de masse à ultra-haute résolution, de type FT-ICR 7T, a été utilisé conjointement avec une séparation nano-LC pour générer des données HDX-MS de haute qualité. La précision de mesure de masse d'un spectromètre de masse FT-ICR n'est pas suffisante en elle-même pour identifier de façon certaine les peptides issus d'une digestion à la pepsine, du fait de l'absence de spécificité de la pepsine. Nous avons en conséquence développé une approche statistique pour l'identification des peptides, en se basant sur la définition d'une valeur de probabilité d'occurrence pour un peptide donné dans une digestion à la pepsine. En combinaison avec la précision élevée sur la mesure de masse, ce seul critère permet une identification efficace des peptides, sans devoir recourir à une validation par MS/MS systématique. Cette méthode a été mise en application pour l'étude des régions de liaison dans les complexes eIF3i :b et eIF3i :g. Dans les deux cas, 3i a été surexprimée sous sa forme complète. Au contraire, pour 3b et 3g, seul un segment partiel de la protéine native, contenant le domaine présumé d'interaction a été surexprimé. La liste de référence des peptides présents permet une excellente couverture de séquence et une forte superposition entre séquences adjacentes, ce qui assure une élucidation de la structure avec une bonne résolution spatiale. Pour la liaison entre 3i et 3b, les régions d'interactions qui sont apparues dans des conditions en solution proches des conditions physiologiques sont cohérentes avec la structure proposée par une autre équipe au cours de la thèse, apportant des informations complémentaires à celles issues de la structure cristallographique dérivée de la phase solide. Pour la liaison entre 3i et 3g, la région d'interaction a été étudiée en l'absence de toute donnée structurale à l'échelle atomique pour 3g. Les résultats apportent une vision nouvelle sur la formation du complexe entre 3g et 3i, et pour la première fois les régions de liaisons exacts ont été mis en évidence.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Selon la devise européenne, « Unie dans la diversité », la construction européenne viserait à unir de façon sans cesse plus étroite les États membres et leur peuple sans pour autant menacer leur existence. Une telle formule semble ainsi placer le principe du respect de l’identité nationale au cœur des relations entre États membres et Union européenne. En effet, l’identité nationale représente la synthèse des caractéristiques fondamentales des différentes nations européennes, pour certaines singularisant chaque État, pour d’autres reflet d’une nécessaire homogénéité entre les membres d’une même communauté. Le respect de cette identité participe activement à la préservation de l’existence étatique, mais également à l’évolution de l’Union elle-même. Certes, l’exigence d’une préservation identitaire fut d’abord formulée au niveau interne, l’État menaçant alors de protéger unilatéralement son identité constitutionnelle à l’encontre du droit de l’Union. Néanmoins, d’une exigence souveraine étatique, le respect de l’identité nationale est progressivement devenu une notion du droit de l’Union. Bien que récemment entré dans le champ des compétences de la CJUE, ses implications notamment jurisprudentielles se dessinent déjà sur la construction européenne. Il est même devenu un principe d’interprétation, ainsi qu’un motif susceptible de justifier de façon autonome une restriction à l’application du droit de l’Union. Il met en lumière la singularité de la nature et du fonctionnement de l’Union, en contribuant tant à la limitation de la résistance souveraine des États, qu’à l’émergence d’un pluralisme juridique. D’ailleurs, il tend à renforcer cette singularité, d’une part en favorisant l’émergence d’un statut d’État membre au sein duquel le respect des éléments spécifiques de son identité serait un droit, et d’autre part en accompagnant la constitutionnalisation de l’identité de l’Union provenant de l’absorption et de la protection d’éléments communs aux identités constitutionnelles. Ainsi, le principe s’inscrit particulièrement bien dans le contexte de la spécificité de la construction européenne, en ce qu’il en est non seulement l’une des résultantes, mais également parce qu’il en devient progressivement l’une de ses sources. / According to the European motto, « United in diversity », European construction would aim at an ever closer union among member States and their people without threatening their existence. Thus, such a formula seems to place the principle of national identity’s respect at the heart of the relationships between member States and the European Union (EU). Indeed, national identity is the synthesis of fundamental characteristics of each European nation, which both differentiates each State and reflects useful homogeneity between members of the same community. The respect of this identity participates to the preservation of States’ existence, but also to the evolution of the EU itself. The requirement of identity preservation was certainly first formulated at the national level, when States threatened to unilaterally protect their constitutional identity against EU law. Yet, national identity’s respect has changed from a sovereign State demand to an notion of Union law. Although it entered the scope of ECJ competence recently, it has already visible consequences on the European construction. It has even become a principle of interpretation and a way to justify an obstacle to trade autonomously. It highlights the originality of EU nature and functioning, in contributing not only to limit the sovereign resistance of States, but also to make legal pluralism emerge. Furthermore, it tends to reinforce this originality, on the one hand, by underpinning the development of a member States specific status, giving it a right to have its specific features respected, and, on the other hand, by strengthening constitutionalisation of EU identity based on the common elements of national constitutional identities. As a consequence, this principle shows the originality of European construction by being not only its results, but also one of its sources.

Cette thèse se situe dans le contexte des modèles logique de Recherche d'Information (RI). Le travail présenté dans la thèse est principalement motivé par l'inexactitude de l'hypothèse sur l'indépendance de termes. En effet, cette hypothèse communément acceptée en RI stipule que les termes d'indexation sont indépendant les un des autres. Cette hypothèse est fausse en pratique mais permet tout de même aux systèmes de RI de donner de bon résultats. La proposition contenue dans cette thèse met également l'emphase sur la nature déductive du processus de jugement de pertinence. Les logiques formelles sont bien adaptées pour la représentation des connaissances. Elles permettent ainsi de représenter les relations entre les termes. Les logiques formelles sont également des systèmes d'inférence, ainsi la RI à base de logique constitue une piste de travail pour construire des systèmes efficaces de RI. Cependant, en étudiant les modèles actuels de RI basés sur la logique, nous montrons que ces modèles ont généralement des lacunes. Premièrement, les modèles de RI logiques proposent normalement des représentations complexes de document et des requête et difficile à obtenir automatiquement. Deuxièmement, la décision de pertinence d->q, qui représente la correspondance entre un document d et une requête q, pourrait être difficile à vérifier. Enfin, la mesure de l'incertitude U(d->q) est soit ad-hoc ou difficile à mettre en oeuvre. Dans cette thèse, nous proposons un nouveau modèle de RI logique afin de surmonter la plupart des limites mentionnées ci-dessus. Nous utilisons la logique propositionnelle (PL). Nous représentons les documents et les requêtes comme des phrases logiques écrites en Forme Normale Disjonctive. Nous argumentons également que la décision de pertinence d->q pourrait être remplacée par la validité de l'implication matérielle. Pour vérifier si d->q est valide ou non, nous exploitons la relation potentielle entre PL et la théorie des treillis. Nous proposons d'abord une représentation intermédiaire des phrases logiques, où elles deviennent des noeuds dans un treillis ayant une relation d'ordre partiel équivalent à la validité de l'implication matérielle. En conséquence, nous transformons la vérification de validité de d->q, ce qui est un calcul intensif, en une série de vérifications simples d'inclusion d'ensembles. Afin de mesurer l'incertitude de la décision de pertinence U(d->q), nous utilisons la fonction du degré d'inclusion Z, qui est capable de quantifier les relations d'ordre partielles définies sur des treillis. Enfin, notre modèle est capable de travailler efficacement sur toutes les phrases logiques sans aucune restriction, et est applicable aux données à grande échelle. Notre modèle apporte également quelques conclusions théoriques comme: la formalisation de l'hypothèse de van Rijsbergen sur l'estimation de l'incertitude logique U(d->q) en utilisant la probabilité conditionnelle P(q|d), la redéfinition des deux notions Exhaustivité et Spécificité, et finalement ce modèle a également la possibilité de reproduire les modèles les plus classiques de RI. De manière pratique, nous construisons trois instances opérationnelles de notre modèle. Une instance pour étudier l'importance de Exhaustivité et Spécificité, et deux autres pour montrer l'insuffisance de l'hypothèse sur l'indépendance des termes. Nos résultats expérimentaux montrent un gain de performance lors de l'intégration Exhaustivité et Spécificité. Cependant, les résultats de l'utilisation de relations sémantiques entre les termes ne sont pas suffisants pour tirer des conclusions claires. Le travail présenté dans cette thèse doit être poursuivit par plus d'expérimentations, en particulier sur l'utilisation de relations, et par des études théoriques en profondeur, en particulier sur les propriétés de la fonction Z. / This thesis is situated in the context of logic-based Information Retrieval (IR) models. The work presented in this thesis is mainly motivated by the inadequate term-independence assumption, which is well-accepted in IR although terms are normally related, and also by the inferential nature of the relevance judgment process. Since formal logics are well-adapted for knowledge representation, and then for representing relations between terms, and since formal logics are also powerful systems for inference, logic-based IR thus forms a candidate piste of work for building effective IR systems. However, a study of current logic-based IR models shows that these models generally have some shortcomings. First, logic-based IR models normally propose complex, and hard to obtain, representations for documents and queries. Second, the retrieval decision d->q, which represents the matching between a document d and a query q, could be difficult to verify or check. Finally, the uncertainty measure U(d->q) is either ad-hoc or hard to implement. In this thesis, we propose a new logic-based IR model to overcome most of the previous limits. We use Propositional Logic (PL) as an underlying logical framework. We represent documents and queries as logical sentences written in Disjunctive Normal Form. We also argue that the retrieval decision d->q could be replaced by the validity of material implication. We then exploit the potential relation between PL and lattice theory to check if d->q is valid or not. We first propose an intermediate representation of logical sentences, where they become nodes in a lattice having a partial order relation that is equivalent to the validity of material implication. Accordingly, we transform the checking of the validity of d->q, which is a computationally intensive task, to a series of simple set-inclusion checking. In order to measure the uncertainty of the retrieval decision U(d->q), we use the degree of inclusion function Z that is capable of quantifying partial order relations defined on lattices. Finally, our model is capable of working efficiently on any logical sentence without any restrictions, and is applicable to large-scale data. Our model also has some theoretical conclusions, including, formalizing and showing the adequacy of van Rijsbergen assumption about estimating the logical uncertainty U(d->q) through the conditional probability P(q|d), redefining the two notions Exhaustivity and Specificity, and the possibility of reproducing most classical IR models as instances of our model. We build three operational instances of our model. An instance to study the importance of Exhaustivity and Specificity, and two others to show the inadequacy of the term-independence assumption. Our experimental results show worthy gain in performance when integrating Exhaustivity and Specificity into one concrete IR model. However, the results of using semantic relations between terms were not sufficient to draw clear conclusions. On the contrary, experiments on exploiting structural relations between terms were promising. The work presented in this thesis can be developed either by doing more experiments, especially about using relations, or by more in-depth theoretical study, especially about the properties of the Z function.

Les études diagnostiques correspondent à l’ensemble des études cliniques qui ont pour objectif l’évaluation d’un nouveau test diagnostique. Dans la démarche d’évaluation, l’étape centrale est l’évaluation de la performance du nouveau test par estimation de sa sensibilité et de sa spécificité. De manière classique, la performance du nouveau test est évaluée par comparaison à un test de référence supposé parfait, appelé un « gold standard » qui permet la connaissance du statut réel de chaque sujet vis-à-vis de la pathologie étudiée. Cependant, dans de très nombreuses situations cliniques, différentes difficultés existent : l’absence de gold standard parfait, l’impossibilité de réalisation du gold standard à tous les sujets, la dépendance des résultats des tests réalisés, la variabilité de la sensibilité et/ou de la spécificité du test en fonction de certaines conditions de réalisation, la multiple réalisation du test dans le temps ou sa multiple interprétation.Une revue méthodologique systématique a été effectuée pour faire l’état des lieux des méthodes d’inférence bayésienne disponibles dans les études diagnostiques et de leur utilisation en pratique. Le focus sur les méthodes bayésiennes a été retenu du fait de leurs avantages théoriques contrastant avec leur relative sous-utilisation dans le domaine médicale. Actuellement, de nombreuses méthodes ont été proposées pour répondre à ces différentes difficultés, avec des développements très complexes en cas de combinaison de plusieurs difficultés dans une même situation. Nous avons ainsi pu établir une cartographie des combinaisons de méthodes disponibles. Cependant leur utilisation en clinique reste encore limitée, même si elle est en augmentation ces dernières années.En pratique, nous avons été confrontés à la problématique du diagnostic de pneumopathie à Pneumocystis jirovecii (PJ) (champignon ubiquitaire opportuniste responsable de mycose profonde chez les patients immunodéprimés). Dans ce projet, nous disposions des résultats de quatre techniques de PCR (Polymerase chain reaction) différentes mais sans gold standard, avec la difficulté supplémentaire de dépendance conditionnelle entre les tests du fait du principe commun à l’origine de ces quatre tests. Deux développements ont été réalisés en parallèle pour répondre à cette problématique : d’une part, un travail sur les méthodes d’élicitation des informations a priori adaptées spécifiquement aux études diagnostiques, et d’autre part, un travail de mise en œuvre d’un modèle statistique adapté à la problématique de quatre tests dépendants en l’absence de gold standard. En l’absence de données informatives dans la littérature, l’élicitation des a priori, étape obligatoire pour l’utilisation des méthodes d’inférence bayésienne, est réalisée par l’interrogation d’experts du domaine. Notre travail a consisté en une adaptation des méthodes existantes, disponibles dans le domaine des essais cliniques, spécifiquement aux études diagnostiques pour obtenir des a priori informatifs. Cette méthode a été appliquée à notre cas des PCR diagnostiques pour PJ. L’estimation des performances diagnostiques des tests en l’absence de gold standard repose de manière efficiente sur les modèles à classes latentes. Trois modèles ont été développés pour le cas de deux tests diagnostiques : un modèle à indépendance conditionnelle, un modèle à dépendance conditionnelle à effets fixes et un modèle à dépendance conditionnelle à effets aléatoires. Nous proposons dans cette thèse une adaptation de ces trois modèles à la situation de quatre tests diagnostiques avec une formulation des paramètres permettant une interprétation clinique des covariances entre les tests dans un souci de transmission des méthodes de la théorie à la pratique. Une application et une comparaison de ces modèles ont été faites pour l’estimation des sensibilités et spécificités des quatre techniques de PCR à PJ en utilisant les a priori informatifs obtenus auprès des experts. / Diagnostic studies include all clinical studies the aim of which is the evaluation of a new diagnostic test. In the evaluation process, the main step is the evaluation of the performance of the new test i.e. its sensitivity and specificity. Usually, the performance of a new test is assessed by comparison to a test of reference which is supposed to be perfect, i.e. a "gold standard", and specifies the actual patient’s status for the disease of interest (“Diseased” or “Not-Diseased” status). However, in many clinical situations, different pitfalls exist such as (i) a gold standard is not available, (ii) the gold standard is not applicable to all patients, (iii) a conditional dependence exists between test results, (iv) the performance of a test is not constant and depends on the conditions of achievement of the test, (v) the tests are repeated in time or by several machines or read by several readers, together with multiple interpretation of the results. A systematic methodological review has been performed to inventory all Bayesian inference methods available in the field of diagnostic studies and their use in practice. The focus on Bayesian methods was based on the theoretical advantages of these methods contrasting with their relative underutilization in the medical field. Finally, several interesting methods have been proposed to address methodological issues of diagnostic studies, with very complex developments when several issues were combined in the same clinical situation. We propose to map the development methods and combinations that have already been done or not. However, their clinical use is still limited, although it has increased in recent years.In practice, we met the problem of the diagnosis of pneumonia due to Pneumocystis jirovecii (PJ). PJ is an ubiquitous opportunistic fungus leading to deep mycosis in immunocompromised patients. In this study, the results of four PCR (polymerase chain reaction) assays were available, but without any gold standard, and the supplementary difficulty of conditional dependence between tests because the four tests were based on the same principle. Two works were performed in parallel to address this issue: on one hand, an adaptation of methods to elicit prior information specifically in diagnostic studies, and on the other hand, the implementation of specific Bayesian statistical models adapted to the context of four-dependent tests in the absence of gold standard. When informative information is not available in the literature, the elicitation of priors, the mandatory first step of a Bayesian inference, is carried out by registering experts’ beliefs in the field. Our work consisted in an adaptation of existing methods, available in clinical trials, specifically for diagnostic studies to obtain informative priors. We then applied this method to our four PJ PCR assays. Estimation of the diagnostic test performance in absence of gold standard is efficiently based on latent class models (LCM). Three LCM were developed for the case of two diagnostic tests: a simple LCM assuming conditional independence between tests, a fixed effects LCM and a random effects LCM providing an adjustment for conditional dependence between tests. We extended these three models to a situation where four diagnostic tests are involved and proposed a formulation that enables an interpretation of between tests covariances in a clinical perspective in order to bind theory to practice. These models were then applied and compared in an estimation study of the sensitivities and specificities of the four PJ PCR assays, by using informative priors obtained from experts.