As estruturas de dados concretas (cds) são quaternas (C, V, E, l-) que contêm um conjunto C de células, um conjunto V de valores, um conjunto E de eventos e uma relação de habilitação l-. O conjunto de estados de uma cds é um domínio concreto que pode ser considerada a parte "abstrata" das cds. Da mesma maneira tem-se que os domínios de eventos (que são generalizações dos domínios concretos) são a parte abstrata das estruturas de eventos. Mostra-se a relação dos domínios concretos e domínios de eventos com os espaços coerentes, assim como também das teias de espaços coerentes com as cds e estruturas de eventos. Intuitivamente, uma cds é uma teia de um espaço coerente se toda célula c de C não é habilitada por nenhum evento (ou equivalentemente, é habilitada pelo conjunto vazio), isto é, V C E C, 0 F c. Outra forma de expressar isto é dizer que uma cds e uma teia de um espaço coerente se o conjunto de estados da cds é um espaço coerente. Definem-se os algoritmos lineares como sendo estados de uma cds no estilo dos algoritmos seqüenciais do Curien ([CUR 86]). Em particular as cds consideradas são teias de espaços coerentes. Mostra-se como obter a cds !A—>B, a partir de uma função estável f. A —> B. O algoritmo linear desta cds possui todas as estratégias de computação (seqüenciais e paralelas) que computam a função subjacente f, o que implica que os algoritmos lineares podem ser considerados meta-algoritmos. Mostra-se que para toda estratégia de computação seqüencial de um algoritmo linear, existe um algoritmo seqüencial de Curien que computa a mesma função, e vice-versa. A definição de estratégia de computação é dada de maneira tal que permite se dar semântica a segmentos de programas. Define-se uma operação de composição de estratégias, de forma tal que se pode obter uma estratégia de computação de um programa, a partir da composição das estratégias dos segmentos. / The concrete data structures, or cds, (C, V, E, l-) consists of a set C of cells, a set V of values. a set E of events and an enabling relation l-. The set of states of a cds is a concrete domain, that can be considered the "abstract" counterpart of the cds. In the same way we have that the events domains (that are more general that the concretes domains) are the abstract counterpart of the events structures. We show the relation between the concretes domains and events domains with the coherence spaces, as just as the relation between the cds and events structures with webs of coherence spaces. Intuitivelly, a cds is a web of a coherence space if any cell c is not enabled for any event, i.e. Vce C, 0 F c. We can say that a cds is a web of a coherence space if the set of states of the cds is a coherence space. We define the linear algorithms as states of a cds following the Curien's sequential algorithms ([CUR 86]). In particular the cds considered are webs of coherence spaces. We show how to obtain a cds !A—>B from a stable function f. A —> B. The linear algorithm of this cds contain all the computational strategies (sequentials and parallels) that compute the subjacent function f; this implies that the linear algorithms can be considered a kind of meta-algorithms. We show that for all sequential computational strategy of a linear al gorithm exists a Curien's sequential algorithm that compute the same function and conversely. We define the computational strategies in such a way that we can give semantic of segments of programs. We define a composition operation for strategies. This operation has the advantage that we can obtain the computational strategy of a program as the composition of the segments of it.

Dans cette thèse nous explorons les aspects de la gravité d'Einstein qui sont propres à la dimension quatre.L'une des propriétés surprenantes liées à cette dimension est la possibilité de formuler la gravité de manière 'Chirale'. Dans ce type de reformulations, typiquement, la métrique perd son rôle centrale. La correspondance entre espace-temps et espace des twisteurs est un autre aspect propre à la dimension quatre. Ces formulations, Chirale et Twistorielle, semblent très différentes. Dans la première partie de cette thèse nous montrons qu'elles sont en fait intimement liées: en particulier nous proposons une nouvelle preuve du `théorème du graviton non-linéaire', due à Penrose, dont le cœur est la géométrie des SU(2)-connections (plutôt qu'une métrique). Dans la seconde partie de cette thèse nous montrons que la gravité en trois et quatre dimensions est liée à des théories d'une nature complètement différentes en dimension six et sept. Ces théories, due à Hitchin, sont des théories de trois-formes différentielles invariantes sous difféomorphismes. En dimensions sept, nous rencontrons seulement un succès partiel puisque la théorie 4D qui en résulte est une version modifiée de la gravité. Cependant nous prouvons au passage que les solutions d'une déformation particulière de la gravité ont, en 7D, l’interprétation de variétés avec holonomies G2.Par contre, en réduisant la théorie de six à trois dimensions nous obtenons précisément la gravité 3D. Nous présentons aussi de nouvelles fonctionnelles pour les formes différentielles en six dimensions. Toutes sont invariantes sous difféomorphismes et deux d’entre elles sont topologiques. / In this thesis we take Einstein theory in dimension four seriously, and explore the special aspects of gravity in this number of dimension.Among the many surprising features in dimension four, one of them is the possibility of `Chiral formulations of gravity' - they are surprising as they typically do not rely on a metric. Another is the existence of the Twistor correspondence. The Chiral and Twistor formulations might seems different in nature. In the first part of this thesis we demonstrate that they are in fact closely related. In particular we give a new proof for Penrose's `non-linear graviton theorem' that relies on the geometry of SU(2)-connections only (rather than on metric).In the second part of this thesis we describe partial results towards encoding the full GR in the total space of some fibre bundle over space-time. We indeed show that gravity theory in three and four dimensions can be related to theories of a completely different nature in six and seven dimension respectively. This theories, first advertised by Hitchin, are diffeomorphism invariant theories of differential three-forms.Starting with seven dimensions, we are only partially succesfull: the resulting theory is some deformed version of gravity. We however found that solutions to a particular gravity theory in four dimension have a seven dimensional interpretation as G2 holonomy manifold. On the other hand by going from six to three dimension we do recover three dimensional gravity. As a bonus, we describe new diffeomorphism invariant functionnals for differential forms in six dimension and prove that two of them are topological.

De part l'importance et la diversité des pressions anthropiques en mer du Nord, les mammifères marins en tant que prédateurs supérieurs se trouvent de plus en plus exposés à ces activités (trafic maritime, activités industrielles et portuaires, surpêche, pollution chimique, etc.). Les campagnes d'observation SCANS et SCANS II mises en place en 1994 et 2005 pour estimer l'abondance des petits cétacés, ont mis en évidence un changement majeur dans la distribution du marsouin commun (Phocoena phocoena) en mer du Nord avec un déplacement du Nord vers le Sud. Ce changement peut être lié à une migration de ses proies préférentielles en mer du Nord et/ou à une afaptation de son régime alimentaire par rapport à la disponibilité des proies. Parallèlement, à ces modifications de distribution spatiale, un nombre croissant d'échouage de marsouin commun en Manche Orientale et sur les côtes belges a été observé depuis une dizaine d'années avec une augmentation conséquente ces deux dernières années. Pour étudier les causes responsables de ces échouages, un des objectifs de cette étude a été d'évaluer l'état de la contamination chimique des animaux échoués en relation avec l'état sanitaire des individus. L'analyse de deux familles de composés chimiques (éléments traces métalliques et polluants organiques persistants) sur des animaux échoués sur la période 2006-2013 révèlent des concentrations significativement plus élevées dans les organies des animaux présentant des pathologies que celles obtenues chez les animaux sains. Cette tendance a déjà été observée en Atlantique Nord pour le marsouin. Les comparaisaons des niveaux de concentration mesurées avec ceux d'études antérieures effectuées sur des marsouins échoués dans la même zone ou dans le Golfe de Gascogne suggèrent que l'augmentation du nombre de marsouins échoués n'est pas liée à une dégradation du milieu en terme de pollution chimique. Pour déterminer le régime alimentaire du marsouin commun, trois techniques complémentaires ont été utilisées : l'analyse des contenus stomacaux, des isotopes stables (carbone et azote) et des acides gras dans différents tissus. Pour ces deux dernières méthodes, les signatures obtenues pour le marsouin ont été comparées à celles de leurs proies potentielles. Les résultats ont mis en évidence la présences des gobies, merlans, lançons, sprats, trisopterus sp., harengs et sardines comme proies potentielles. Le déplacement des marsouins du nord jusqu'au sud de la mer du Nord a été attribué à la baisse de l'abondance du lançon dans le nord, ainsi qu'à la ré-invasion du sud de la mer du Nord par la sardine, probablement suite au changement climatique. Enfin, cette étude confirme la nécessité d'utiliser une approche multi-analyses qui intègre des informations complémentaires à différentes échelles de temps pour étudier le régime alimentaire de ces prédateurs supérieurs. / The North Sea is heavely impacted by human activities such as overfishing and pollution. Due to their position as top predators in the ocean, marine mammals are becoming increasingly affected by anthropogenic activities. The large-scale surveys SCANS in 1994 and SCANS II in 2005 that were held in the North Sea to estimate the abundance of small cetaceans highlighted a major shift in the distribution of harbour porpoises (Phocoena phocoena) from the northern parts of the North Sea to its eastern parts. Alongside, over the past few decades harbour porpoises stranding has increased in the southern North Sea particularly along the French and Belgian coastal waters. Since the contaminant exposure presents, among others, a potential threat to harbour porpoises inhabiting the North Sea, the first objective of the present study was to assess the contamination status of this species in the southern North Sea. On the other hand, the distribution and abundance of marine mammals is expected to follow the distribution of their main prey species. Hence, the second objective of this study was to investigate whether the changes in the distribution of porpoises in the southern North Sea may be a result of the changes in prey availability. Moreover, the third objective was to evaluate the interest of combining three methods to investigate the diet of harbour porpoises : stomach contents, stable isotopes (carbon and nitrogen) and fatty acids analyses. First, the contamination status was evaluated through the determination of two components of chemical contaminants (metals and persistent organic pollutants) in tissues of harbour porpoises stranded along the southern North Sea between 2006 to 2013. Several chemical contaminants presented higher concentrations in diseased animals compared to healthy animals. In addition, some metallic contaminants showed bioaccumulation with age. Comparison with previous study suggests that the population status of harbor porpoises in term of chemical concentration has been stable from 1994 to 2013. This work suggested that the increase in the number of stranded individuals is not related to the decline in the quality of the environment. Secondly, the shift in the abundance of harbour porpoises was evaluated and interpreted in the light of prey species abundance. Three techniques were used in order to determine the diet of porpoises. Results highlighted the presence of gobies, whiting, sandeel, sprat, trisopterus sp., herring and sardine as potential preys. The shift of the abundance of porpoises form the northern parts of the North Sea to its southern parts was attributed to the sandeel abundance decline in the northern parts of the North Sea along with the re-invasion of the southern North Sea by the sardine species, probably in response to climate change. Finally, the value of a multi-approach dietary analysis was evaluated. Besides overcoming the limitations of each method, combining different techniques that integrate diet over days and weeks allowed gaining more complete understanding of harbour porpoise's diet.

L’océan Austral est soumis à la redistribution globale des contaminants par les voies atmosphérique et océanique. Cependant, la contamination des écosystèmes austraux est très peu connue, en particulier dans le secteur Indien. De par leur toxicité, leur mobilité et leur capacité à se bioaccumuler dans les tissus des organismes et à se bioamplifier dans les réseaux trophiques, le mercure (Hg) et les polluants organiques persistants (POPs) comptent parmi les contaminants les plus préoccupants. Du fait de leur position élevée dans les réseaux trophiques, les oiseaux marins sont exposés à de grande quantités de contaminants par la voie alimentaire. En conséquence, ils sont souvent utilisés comme bioindicateurs de l’état de contamination des écosystèmes, par le biais des plumes et du sang, qui peuvent être échantillonnés de façon non destructive. Ma thèse s’est intéressée aux nombreuses espèces d’oiseaux marins (plus de 40) qui nichent au sein des Terres Australes et Antarctiques Françaises, au sud de l’Océan Indien, afin de décrire et expliquer les niveaux de contaminants le long d’un large gradient latitudinal, de l’Antarctique à la Zone Subtropicale, et d’identifier les meilleures espèces bioindicatrices pour un suivi à long terme de la contamination de ces écosystèmes. Au cours d’une première étape méthodologique, les manchots et les poussins de toutes les espèces ont été identifiés comme de bons bioindicateurs de contamination puisque, à la différence de la plupart des oiseaux adultes, ils présentent une faible variabilité des niveaux de contaminants dans les plumes. Au cours d’une seconde étape explicative, l’effet de facteurs intrinsèques (traits individuels) et extrinsèques (écologie alimentaire déduite grâce à la méthode des isotopes stables) sur les niveaux de contaminants a été évalué dans les plumes des oiseaux de la communauté de Kerguelen (27 espèces) et dans le sang du grand albatros de Crozet (180 individus dont les traits de vie sont connus). L’écologie alimentaire s’est avérée être le principal facteur explicatif des niveaux de contaminants, tandis que l’âge, le sexe, la phylogénie et le statut reproducteur jouent un rôle mineur. La classe d’âge est néanmoins un facteur à prendre en compte, puisque les poussins montrent souvent des concentrations inférieures aux adultes. Au cours d’une troisième étape, les variations spatio-temporelles de la contamination ont été étudiées en utilisant une sélection d’espèces bioindicatrices et en tenant compte de leur écologie alimentaire. Plusieurs résultats portant sur différentes espèces (oiseaux océaniques) et populations (poussins de skua) ont montré que, contrairement aux prédictions, l’exposition des oiseaux au Hg augmente graduellement des eaux antarctiques aux eaux subantarctiques puis aux subtropicales, alors que l’exposition aux POPs, en accord avec la théorie de la distillation globale, montre la tendance inverse. D’autre part, la comparaison des concentrations en Hg dans les plumes de manchot, effectuée entre des spécimens de musée et des échantillons actuels, indique que leur exposition au Hg n’a pas changée depuis les années 1950-1970. Toutefois, des espèces subantarctiques montrent une tendance à la hausse. De futures études devraient viser à l’utilisation des plumes comme tissu de référence pour l’évaluation et le suivi de la contamination des écosystèmes, en particulier en ce qui concerne les POPs. Parmi les nombreuses espèces étudiées au cours de ces travaux de thèse, les bioindicateurs les plus pertinents se révèlent être le manchot empereur et le pétrel des neiges (Antarctique), le manchot royal, le pétrel bleu et l’albatros à sourcil noirs (subantarctique), le gorfou sauteur subtropical et l’albatros à bec jaune (subtropical). Le suivi à long terme de ces espèces permettra d’évaluer l’évolution temporelle de l’état de contamination de l’océan Austral. / Antarctic and subantarctic marine environments are reached by inorganic and organic contaminants through ocean circulation and atmospheric transport. Yet, environmental contamination is poorly known in the Southern Ocean, in particular in the Indian sector. Among environmental contaminants, mercury (Hg) and persistent organic pollutants (POPs) are primarily of concern, because they are toxic, highly mobile, and they bioaccumulate in the tissues of living organisms and biomagnify up the food web. Seabirds, as upper predators, are exposed to large quantities of contaminants via food intake and have widely served as biomonitors of marine contamination, notably through the non-destructive sampling of their feathers and blood. My doctoral work has focussed on the abundant and diverse seabird species (more than 40) breeding in the French Southern and Antarctic Lands, southern Indian Ocean, in order to describe and explain contaminant concentrations over a large latitudinal gradient, from Antarctica to the subtropics, and to identify the best bioindicator species for contaminant biomonitoring. In a first methodological step, seabirds with synchronous moult of body feathers (adult penguins and chicks of all species) were recognised as good candidates as bioindicators, because, unlike most adult birds, they present low within-individual variation in feather contaminant concentrations. In a second explanatory step, the influence of intrinsic (individual traits) and extrinsic factors (feeding ecology inferred from the stable isotope method) driving variation in contaminant concentrations was evaluated in feathers of the large avian community of the Kerguelen Islands (27 species) and in blood of wandering albatrosses from the Crozet Islands (180 birds of known individual traits). Feeding ecology was the main factor driving variation in contaminant concentrations of blood and feathers, both at the community, population and individual levels, whereas age, sex, phylogeny and breeding status played a minor role. Age-class was however an important intrinsic factor to consider, with chicks usually having lower concentrations than adults. In a third step, spatio-temporal patterns of contamination were studied through selected bioindicator species and by taking into account their feeding habits. Results from different species (oceanic seabirds) and populations (skua chicks) showed that, contrary to predictions, Hg exposure gradually increases from Antarctic to subantarctic and subtropical waters, whereas, in accordance with the global distillation theory, POPs exposure has the opposite pattern. Comparisons between penguin feathers from museum collections and contemporary samples showed that bird exposure to Hg is overall not different today when compared to 50-70 years ago, but subantarctic species are possibly experiencing an increasing trend. Future research efforts should be focussed on the use of feathers as biomonitoring tools, in particular for POPs determination. The best recommended bioindicator species include the emperor penguin and snow petrel (Antarctic), king penguin, blue petrel and black-browed albatross (subantarctic), and northern rockhopper penguin and Indian yellow-nosed albatross (subtropical). Future biomonitoring studies on these species will give invaluable insights into the poorly-known temporal trends of environmental contamination in the Southern Ocean.

Le contrôle des ravageurs est l'un des principaux services éco-systémiques rendus par la biodiversité à l'agriculture. Les communautés d'insectes auxiliaires, hébergées par les espaces agricoles présentent des niveaux de diversité, spécifique et fonctionnelle, élevés et leurs biologie et traits de vie sont bien décrits et étudiés. Ces communautés constituent donc un excellent modèle pour aborder des questions d'intérêt à la fois fondamental et appliqué sur les mécanismes à l'origine de la biodiversité et sur l'impact de la biodiversité sur l'approvisionnement en services éco-systémiques. Dans cette thèse, nous développons une combinaison originale d'approches classiques et d'approches moléculaires de pointe pour élucider les relations trophiques au sein de la communauté de coléoptères carabiques en milieu agricole. Les coléoptères carabiques peuvent contribuer de façon significative au service de contrôle biologique mais les mécanismes généraux conditionnant cette contribution restent encore difficiles à évaluer par manque d'approche systémique pour l'analyse de leurs réseaux d'interactions.L'étude sans a priori du régime alimentaire de la communauté de carabes dans un paysage agricole typique révèle un partitionnement de la ressource entre groupes d'espèces. L'étude expérimentale des interactions entre espèces avec un régime alimentaire similaire montre une différentiation des activités spatio-temporelles à fine échelle. D'un point de vue fondamental, ces résultats semblent démontrer la prépondérance des processus déterministes (partage de niche) par rapport aux processus neutres (stochasticité environnementale) pour expliquer la coexistence des espèces. D'un point de vue appliqué, l'importance de la ressource dans la structuration des communautés de carabes fournit un levier d'action potentiel pour l'élaboration de stratégies de gestion afin d’optimiser leur fonction de régulateurs naturels. / Biological control is one of the main ecosystem services provided by biodiversity in agroecosystems. Communities of beneficial insects, hosted by agricultural areas exhibit high levels of species and functional diversity, and their biology and life history traits are well described today. These communities are therefore an excellent model for addressing issues of fundamental and applied interest about mechanisms at the origin of biodiversity and its impacts on the supply of ecosystem services. In this thesis, we develop an original combination of advanced molecular approaches and more traditional methods in order to elucidate trophic interaction network within the community of carabid beetles in agricultural areas. The carabid beetles can significantly contribute to the service of biological control, but their contribution and beneficial conditions are difficult to assess because of their opportunistic and plastic feeding behavior. A without a priori investigation of carabid diet at community level in a typical agricultural landscape reveals a resource partitioning between groups of species. Additional experimental studies in laboratory conditions indicate that interspecific competition could be the mechanism generating this partitioning. From a fundamental point of view, these results suggest a preponderance of deterministic processes (niche partitioning) compared to neutral processes (environmental stochasticity) to explain the coexistence of species. From an applied point of view, the importance of the resource in structuring carabid communities provides a potential lever of action for the development of efficient management strategies optimizing carabid function as crop auxiliaries.

L’étude de l’écologie alimentaire d’une espèce est une clé de la compréhension de sa biologie et de son fonctionnement dans l’écosystème. Ainsi, les interactions proies-prédateurs sont une des voies qui structurent et déterminent les dynamiques des populations et le réseau trophique à l’échelle d’un écosystème. Parmi les sites d’étude d’intérêt majeur, le milieu marin est un espace soumis à des forçages naturels et anthropiques. A l’échelle de l’Océan Atlantique Nord-Est, le Golfe de Gascogne est une vaste baie bordée par l’Espagne au sud et la France à l’est. Ce Golfe est le siège historique d’une intense activité de pêches commerciales pour lesquelles les principales espèces de petits poissons pélagiques ciblés sont la sardine, Sardina pilchardus, et l’anchois, Engraulis encrasicolus. L’objectif de ces travaux est d’analyser l’écologie alimentaire printanière, de ces deux petits poissons pélagiques dans le Golfe de Gascogne. Pour ce faire, le premier volet s’est focalisé sur le compartiment des proies mésozooplanctoniques via deux approches : la caractérisation de leurs dynamiques spatio-temporelles sur la décennie 2003-2013 et la mesure de leur contenu énergétique au printemps. Il apparaît, à cette saison, que tous les types de proies ne se valent pas énergétiquement et que notre site d’étude représente une mosaïque d’habitats alimentaires. De plus, la communauté mésozooplanctonique printanière présente une forte structuration spatiale, une évolution temporelle marquée par un changement majeur d’abondance et un contrôle par la biomasse de microphytoplancton. Le second volet de ces travaux est relatif à une approche méthodologique de l’analyse de l’écologie alimentaire de S. pilchardus et E. encrasicolus. Trois traceurs trophiques distincts ont été utilisés : les ratios isotopiques du carbone et de l’azote, la faune parasitaire et les niveaux de contamination en mercure. Pour perfectionner l’utilisation du premier de ces traceurs, une approche expérimentale a été menée sur S. pilchardus pour déterminer un facteur de discrimination trophique. Finalement, il apparaît que l’utilisation de ces trois traceurs a toujours permis de mettre en évidence une variabilité temporelle relative de l’écologie alimentaire des poissons étudiés. En revanche, aucune dynamique spatiale n’a pu être détectée via ces traceurs. / Dietary studies of marine species constitute an important key to improve the understanding of its biology and of its role in the ecosystem. Thus, prey-predator relationships structure and determine population dynamics and the trophic network at the ecosystem scale. Among the major study sites, the marine ecosystem is submitted to natural and anthropogenic constraints. In the North-Eastern part of the Atlantic Ocean, the Bay of Biscay is a large open area surrounded South by Spain and East by France. This bay is an historic place of intense fishery activities for which the main small pelagic species targeted are the pilchard, Sardina pilchardus and the anchovy, Engraulis encrasicolus. The aim of this work is to analyze the trophic ecology of these two small pelagic fish in spring in the Bay of Biscay. To do this, a first section is devoted to their prey composed by the mesozooplanktonic compartment, through a two-fold approach: the characterization of their spatio-temporal dynamics during the decade 2003-2013 and the measurement of their energetic content in spring. For this season, it appears that all prey types are not worth energetically and that the Bay of Biscay represents a mosaic of dietary habitat. Moreover, the spring mesozooplankton community presents a strong spatial structuration, a temporal evolution marked by a major change in abundance and a control by the microphytoplankton biomass. The second section of this work is relative to a methodological approach of the trophic ecology of S. pilchardus and E. encrasicolus. Three different trophic tracers have been used: isotopic ratios of carbon and nitrogen, parasitological fauna and mercury contamination levels. To improve the use of the first of these trophic tracers, an experimental approach has been conducted with S. pilchardus to determine a trophic discrimination factor. Finally, it appears that the use of these three trophic tracers has always been permitted to highlight a temporal variability of the relative trophic ecology of these fish. However, no spatial dynamics could be identified through these three trophic tracers.

Dans un nombre croissant d'applications, les perturbations rencontrées s'éloignent fortement des modèles classiques qui les modélisent par une gaussienne ou un mélange de gaussiennes. C'est en particulier le cas des bruits impulsifs que nous rencontrons dans plusieurs domaines, notamment celui des télécommunications. Dans ce cas, une modélisation mieux adaptée peut reposer sur les distributions alpha-stables. C'est dans ce cadre que s'inscrit le travail de cette thèse dont l'objectif est de concevoir de nouvelles méthodes robustes pour l'estimation conjointe état-bruit dans des environnements impulsifs. L'inférence est réalisée dans un cadre bayésien en utilisant les méthodes de Monte Carlo séquentielles. Dans un premier temps, cette problématique a été abordée dans le contexte des systèmes de transmission OFDM en supposant que les distorsions du canal sont modélisées par des distributions alpha-stables symétriques. Un algorithme de Monte Carlo séquentiel a été proposé pour l'estimation conjointe des symboles OFDM émis et des paramètres du bruit $\alpha$-stable. Ensuite, cette problématique a été abordée dans un cadre applicatif plus large, celui des systèmes non linéaires. Une approche bayésienne non paramétrique fondée sur la modélisation du bruit alpha-stable par des mélanges de processus de Dirichlet a été proposée. Des filtres particulaires basés sur des densités d'importance efficaces sont développés pour l'estimation conjointe du signal et des densités de probabilité des bruits / In signal processing literature, noise's sources are often assumed to be Gaussian. However, in many fields the conventional Gaussian noise assumption is inadequate and can lead to the loss of resolution and/or accuracy. This is particularly the case of noise that exhibits impulsive nature. The latter is found in several areas, especially telecommunications. $\alpha$-stable distributions are suitable for modeling this type of noise. In this context, the main focus of this thesis is to propose novel methods for the joint estimation of the state and the noise in impulsive environments. Inference is performed within a Bayesian framework using sequential Monte Carlo methods. First, this issue has been addressed within an OFDM transmission link assuming a symmetric alpha-stable model for channel distortions. For this purpose, a particle filter is proposed to include the joint estimation of the transmitted OFDM symbols and the noise parameters. Then, this problem has been tackled in the more general context of nonlinear dynamic systems. A flexible Bayesian nonparametric model based on Dirichlet Process Mixtures is introduced to model the alpha-stable noise. Moreover, sequential Monte Carlo filters based on efficient importance densities are implemented to perform the joint estimation of the state and the unknown measurement noise density

Les tendances spatiales et temporelles du mercure en Arctique ont été étudiées au travers de l’analyse de ce métal dans les tissus durs, i.e. dents et poils, des phoques annelés (Phoca hispida) et des ours polaires (Ursus maritimus). Aucune influence du sexe sur les concentrations n’a été détectée dans les tissus de ces deux espèces alors que l’âge est apparu comme un facteur d’influence important.Deux tendances spatiales ont été observées dans les tissus de ces deux espèces : un premier gradient d’augmentation du mercure de l’Est vers l’Ouest de l’Arctique, i.e. de Svalbard, vers le Groenland et enfin, l’Arctique canadien, et un second du Sud vers le Nord de l’Arctique canadien, résultant très probablement de la minéralogie du socle rocheux, mais aussi potentiellement de facteurs biotiques et abiotiques.Une tendance à l’augmentation des concentrations de mercure a été globalement détectée entre la période préindustrielle et la fin du XXe siècle. Cependant, les variations temporelles associées à la seconde partie du XXe siècle révèlent une augmentation continue dans l’Ouest de l’Arctique et une tendance à la diminution dans l’Est de l’Arctique, cette différence étant probablement liée à des apports distincts des masses d’air atmosphériques à ces deux régions. Par ailleurs, une composante de variabilité climatique pourrait contribuer aux variations observées ces dernières décennies en influençant les habitudes alimentaires de ces prédateurs marins arctiques. Ainsi, les isotopes stables d’azote et de carbone s’avèrent être un outil essentiel à coupler aux études sur les tendances de mercure pour permettre de déterminer la part d’un changement dans le régime alimentaire ou dans les niveaux environnementaux.Cette étude a mis en évidence l’importance des poils comme tissu de monitoring non-invasif et pertinent pour un suivi régulier voire annuel tandis que l’utilisation des dents s’avère être plus adaptée à la reconstruction de tendances sur le long-terme. / The spatial and temporal trends of mercury in the Arctic have been studied through the analysis of this metal in hard tissues, i.e. teeth and hair, in ringed seals (Phoca hispida) and polar bears (Ursus maritimus). Sex had no influence on the mercury concentrations while age was a significant factor. Two distinct spatial trends were observed in the tissues of these two species: a first gradient of augmentation from the East to the West of the Arctic, i.e. from Svalbard towards Greenland and the Canadian Arctic, and a second one, from the South to the North of the Canadian Arctic, resulting probably from a combination of the global mineralogy in the Arctic with biotic and abiotic factors. An increasing trend in mercury concentrations has been detected globally between the preindustrial period and the end of the 20th century. However, the temporal trends detected in the second part of the 20th century revealed an increase in the West Arctic while a decrease was observed in the East Arctic. This difference seems to be due to a distinct input of the atmospheric air masses to the two regions. Besides, a climatic variability could contribute to the variations observed these last decennials by influencing the habitat and the feeding habits of the marine predators. Thus, the determination of the stable isotopes seems to be essential to combine to the study of the mercury trends. Finally, this study has showed the importance of hair as a non-invasive and relevant biomonitoring tissue on a regular or annual sampling base, while the use of the teeth seems to be more adequate for reconstructing long-term trends of mercury.

Entre 2003 et 2010, dans la région centrale nommée X de la catacombe des Saints Pierre-et-Marcellin à Rome, a été découvert et en partie fouillé un ensemble de sépultures plurielles inédites (Ier-IIIe s. ap. J.-C.) contenant plusieurs centaines d’individus, lesquels ont été inhumés selon des pratiques funéraires singulières à la suite d’un épisode de surmortalité de nature probablement épidémique. Pour appréhender l’histoire de vie (alimentation et mobilité) de ces défunts et rediscuter sur la base d’éléments nouveaux certaines hypothèses préalablement établies, nous avons mené dans le cadre de ce travail une approche archéo-biogéochimique multi-proxy (14C, δ13C, δ15N, δ18O et 87Sr/86Sr) et multi-tissulaire (émail, os, cheveu) sur un échantillon de 130 individus issus de six différentes chambres. Nous avons dans un premier temps vérifié l’intégrité biochimique et isotopique des fractions minérales (phases carbonatées) et organiques (phases collagénique et kératinique) des échantillons à partir d’indicateurs classiques mesurés en routine (%Col, %C, %N, C/N, PCO2 et PCO2/Masse) et par spectroscopie IRTF (IRSF, CO3/PO4 et AmideI/PO4) et par une approche innovante consistant en des datations 14C sur couples collagène-apatite pour valider le signal isotopique des fractions minérales. Nos résultats mettent en évidence des différences extrêmes de préservation de toutes les phases. La trajectoire diagénétique des échantillons n’est toutefois pas aléatoire mais dépendante des conditions environnementales et taphonomiques différant entre les petites et les grandes chambres. En outre, nous avons pu démontrer qu’en dépit de fortes recristallisations et d’échanges isotopiques avec l’environnement sépulcral, les phases carbonatées possèdent un signal isotopique biogénique non altéré. Nous avons dans un second temps reconstruit les régimes alimentaires des individus en nous appuyant sur des référentiels de comparaisons robustes ainsi que divers modèles interprétatifs (mono-proxys versus multi-proxys ; qualitatifs versus quantitatifs), lesquels ont été dans certains cas adaptés au besoin de notre étude. D’une façon générale, nos résultats montrent que l’essentiel des individus a eu accès à un régime alimentaire type fondé sur la triade Céréales C3/Viande C3/Poisson marin. Ce régime alimentaire type n’est toutefois pas exclusif, certains individus (n = 13) ayant consommé de façon occasionnelle d’autres catégories de ressources tels que du poisson dulcicole ou des céréales C4. Nos résultats révèlent que les changements d’alimentation au cours de la vie sont relativement limités. Par ailleurs, cette population se singularise sur un plan strictement alimentaire au regard des autres populations contemporaines romaines pour lesquelles des valeurs isotopiques sont publiées. Nous avons dans un troisième temps étudié les schémas de mobilité des individus en nous fondant sur une approche rigoureuse de nos données et sur des référentiels de comparaison les plus exhaustifs possible ainsi qu’en tenant compte de biais ordinairement éludés (faits culturels, influence du climat et erreurs associées aux équations de conversion). Nos résultats mettent en lumière qu’a minima 23 % (n = 30) des individus étudiés sont migrants. Ces derniers ne se distinguent toutefois pas de par leur alimentation des résidents romains. Nous avons pu montrer en outre que ces migrants ont eu des trajectoires de vie complexes et hétérogènes et que trois schémas de mobilité distincts les caractérisent. Notre population ne se différencie pas en termes de taux de migrants des autres populations romaines pour lesquelles des données isotopiques sont disponibles. Elle se distingue en revanche par son cosmopolitisme avec des origines pour les migrants des plus diverses : Europe, Afrique, Arabie et Asie mineure [...]. / An assembly of unpublished complex plural burials (1st-3rd cent. AD.) was discovered and partially excavated, between 2003 and 2010 in the central region called X of the catacomb of Saints Peter and Marcellinus in Rome. It contains several hundred individuals which were buried according to uncommon funeral practices following a mortality episode of likely epidemic nature. To understand the life history (diet and mobility patterns) of these deceased and to discuss again certain assumptions previously established on the basis of new evidences, we have as part of this work conducted an archaeo-biogeochemical multi-proxy (14C, δ13C, δ15N, δ18O et 87Sr/86Sr) and multi-tissue (enamel, bones, hair) approach on a sub-sample of 130 individuals coming from six different chambers. At the outset, we tested the biochemical and isotopic integrity of mineral (carbonate phases) and organic fractions (collagen and keratin phases) samples from conventional indicators measured in routine (%Col, %C, %N, C/N, PCO2 et PCO2/Mass), by FTIR spectroscopy (IRSF, CO3/PO4 and AmideI/PO4) and by an innovative approach consisting of 14C dating on collagen-apatite to validate the isotopic signal of mineral fractions. Our results highlight extreme differences of preservation of all phases. Diagenetic trajectory of samples is however not random but dependent on environmental and taphonomical conditions which differ between small and large chambers. Furthermore, we have been able to demonstrate that, despite strong recrystallization and isotopic exchanges with the sepulchral environment, carbonated phases have an unaltered biogenic isotopic signal. Secondly, we rebuilt the diets of individuals based on robust comparisons repositories and various interpretative models (mono-proxy versus multi-proxies; qualitative versus quantitative) which were, in some cases, adapted to the needs of our study. In general, our results show that most of the individuals had access to such a type diet based on the triad Cereals C3/Meat C3/Marine fish. This type diet would however not be exclusive, some individuals (n = 13) would have indeed occasionally consumed other resources such as freshwater fish or C4 cereals. Our results indicate that changes of diet during the life history are relatively limited. Besides, with regard to consumed food, this population is distinguished from other contemporary Roman populations for whom isotopic values are published. In the third place, we studied individual’s mobility patterns based on a rigorous approach to our data and on a comparison of the most comprehensive repositories as possible with taking into account the bias usually evaded (cultural facts, influence of climate and errors associated with conversion equations). Our results highlight that a minimum of 23% (n = 30) of the studied individuals are migrants. These, however, are not distinguished from Roman residents through their diet. We were able to show further that these migrants had complex and heterogeneous trajectories during their life within three distinct mobility patterns characterizing them. In terms of migrant’s rates, our population does not differ from other Roman populations for which the isotopic data are available. It differs however by its cosmopolitanism with origins for more diverse migrants: Europe, Africa, Arabia and Asia Minor [...]. / Tra il 2003 e il 2010, nella regione centrale chiamata X della catacomba dei Santi Pietro e Marcellino a Roma, è stato scoperto e parzialmente scavato un insieme di sepolture plurime inedite (I-III sec. D.C.) contenente diverse centinaia di individui, i quali sono stati inumati secondo le pratiche funerarie singolari in seguito ad un episodio di sovramortalità di natura probabilmente epidemica. Per comprendere la storia di vita (alimentazione e mobilità) di questi defunti e ridiscutere, sulla base di nuovi elementi, alcune ipotesi precedentemente formulate, abbiamo condotto, nel quadro di questo lavoro, un approccio archeo-biogeochimico multi-proxys (14C, δ13C, δ15N, δ18O e 87Sr/86Sr) e multi-tessuto (smalto, ossa, capelli) su un campione di 130 individui da sei stanze diverse. Abbiamo inizialmente verificato l'integrità biochimica e isotopica delle frazioni minerali (fasi carbonatiche) ed organiche (fasi collageniche e cheratiniche) dei campioni provenienti da indicatori classici misurati in routine (%Col, %C, %N, C/N, PCO2 e PCO2/Massa) e per spettroscopia FTIR (IRSF, CO3/PO4 e AmmideI/PO4) ed un approccio innovativo costituito da datazione 14C su coppie collagene-apatite per validare il segnale isotopico delle frazioni minerali. I nostri risultati mettono in evidenza delle differenze estreme di preservazione di tutte le fasi. La traiettoria diagenetica dei campioni non è però aleatoria, ma dipendente dalle condizioni ambientali e tafonomiche che differiscono tra camere piccole e grandi. Inoltre, abbiamo potuto dimostrare che nonostante delle forti ricristallizzazioni e degli scambi isotopici con l'ambiente sepolcrale, le fasi carbonatiche hanno un segnale isotopico biogenetico inalterato. Abbiamo in un secondo tempo ricostruito i regimi alimentari degli individui basandoci su riferimenti di confronto robusti e vari modelli interpretativi (mono-proxys versus multi-proxys, qualitativi versus quantitativi), i quali sono stati in alcuni casi, adattati alle esigenze del nostro studio. In generale, i nostri risultati mostrano che la maggior parte degli individui ha avuto accesso ad un regime alimentare tipo basato sulla triade Cereali C3/Carne C3/Pesci marini. Questo regime alimentare non è tuttavia esclusivo, avendo certi individui (n = 13) consumato casualmente altre categorie di risorse come il pesce dulciacquicolo o dei cereali C4. I nostri risultati indicano che i cambiamenti di alimentazione nel corso della vita sono relativamente limitati. Inoltre, questa popolazione si distingue da un piano strettamente alimentare rispetto alle altre popolazioni contemporanee romane per le quali dei valori isotopici sono pubblicati. Abbiamo in un terzo tempo studiato gli schemi di mobilità degli individui basandoci su un approccio rigoroso dei nostri dati e su riferimenti di confronto i più esaustivi possibile, e anche tenendo conto di punti di vista solitamente elusi (fatti culturali, influenza del clima e errori associati alle equazioni di conversione). I nostri risultati mettono in luce che a minima 23% (n = 30) degli individui studiati sono migranti. Questi ultimi, tuttavia, non si distinguono per la loro alimentazione dai residenti romani. Abbiamo potuto mostrare, inoltre, che questi migranti hanno avuto percorsi di vita complessi ed eterogenei e che tre schemi di mobilità distinti li caratterizzano. Nostra popolazione non si differenzia in termini di tasso di migranti da altre popolazioni romane per le quali sono disponibili dei dati isotopici. Essa si distingue tuttavia per il suo cosmopolitismo con delle origini per i migranti delle più diverse: Europa, Africa, Arabia e Asia Minore [...].

L'objectif de cette thèse est d'étudier les réponses adaptatives des métazoaires à une diminution de la disponibilité en nutriments dans leur environnement. Ce travail, couplant des approches d'écologie isotopique et de transcriptomique, est basé sur l'analyse comparative d'isopodes de surface (épigés) et souterrains (hypogés) évoluant depuis plusieurs millions d'années dans des environnements présentant des disponibilités en nutriments très contrastées (absence de photosynthèse en milieu souterrain). Leur histoire évolutive (multiples colonisations indépendantes du milieu souterrain) a permis de définir 13 couples composés d'une espèce épigée et d'une espèce hypogée partageant un ancêtre commun épigé (i.e. 13 réplicats indépendants d'une transition vers un milieu plus pauvre en nutriments). Des adaptations en termes d'amélioration de l'acquisition des nutriments (diminution de la sélectivité trophique, stratégies spécialistes) et de diminution de la demande métabolique (diminution du taux de croissance) ont été mises en évidence chez les isopodes hypogés. En revanche, l'hypothèse d'une sélection _stoechiogénomique_ des nucléotides et acides aminés les plus économes en azote a été réfutée. Il est possible que la sélection naturelle soit inopérante sur la composition des ARN et protéines de par les faibles tailles efficaces de population (Ne) des métazoaires. La sélection pourrait aussi être inexistante à ce niveau, de par l'existence d'interactions entre les différentes réponses adaptatives. Ainsi, l'adoption de certaines réponses adaptatives plus efficaces et/ou rapides à mettre en place pourrait suffire à relâcher la pression de sélection sur les autres réponses / The aim of this PhD project was to investigate the adaptive responses of metazoan to a decrease of nutrient availabilities in their environment.We combined isotopic ecology and Next-Generation Sequencing in a comparative analysis of surface (epigean) and groundwater (hypogean) isopods living in highly contrasted environments in terms of nutrient availabilities (lack of photosynthetic production in groundwater). The original evolutionary history of these isopods (multiple independent colonizations of the subterranean habitat) enabled to define 13 species pairs composed of one epigean and one hypogean species sharing a common epigean ancestor. Using these pairs, we studied 13 independent replicates of an environmental transition towards very low nutrient availabilities. Hypogean isopods display adaptations improving the nutrient acquisition (specialist strategy, decrease of trophic selectivity) as well as adaptations reducing the metabolic needs of organisms (decrease of growth rate). However, hypogean isopods do not display adaptive changes in their macromolecules composition (no evidence for the ’stoichiogenomic’ selection of N-thrifty nucleotides and amino acids). Because of the small effective population size (Ne) of metazoa, natural selection may be inefficient to select N-sparing responses at the level of RNA and protein composition. Selection could also be inexistent at this level in case of interactions between the different adaptive responses. Indeed, some nutrientsaving mechanisms may have been selected more quickly or more efficiently, these adaptations being sufficient to relax the selective pressure on the other response levels