L'obésité est depuis quelques années reconnue comme un des fléaux du XXIe siècle en affectant environ 10% de la population adulte mondiale. Le passage de l'obésité au stade de pandémie est le résultat de multiples facteurs dont une mauvaise hygiène alimentaire et une sédentarité croissante. La découverte récente de l'existence d'un état inflammatoire chronique au cours de l'obésité pouvant intervenir dans la physiopathologie de la maladie et de ses nombreuses complications fait aujourd'hui l'objet d'intenses investigations. Or, le tissu adipeux (TA) qui, parallèlement à son activité métabolique, possède également une activité sécrétoire intense, est un acteur majeur de ce syndrome inflammatoire. L'autotaxine (ATX), l'adiponectine et la résistine sont les médiateurs de l'inflammation sécrétés par le TA. Si le rôle de ces facteurs dans la régulation du métabolisme est bien établi, leurs effets sur d'autres organes ne sont pas toujours connus. Il est notamment intéressant d'étudier leurs effets dans le système nerveux central (SNC), les récepteurs de certains y étant présent. Dans ce contexte, nous avons dans un premier temps étudié l'effet de l'ATX sur le stress oxydant généré par le H2O2 (peroxyde d'hydrogène) et sur l'inflammation induit par le lipopolysaccharide (LPS) ou le trimethylétain (TMT) dans les cellules microgliales murines, cellules immunitaires résidentes du SNC. Nos résultats montrent pour la première fois, l'effet anti-oxydant et anti-inflammatoire de l'ATX sur les cellules microgliales. Chez la souris, le TMT affecte la région hippocampique du SNC et nous avons montré qu'il induit la production d'ATX après 5 jours d'une injection i.p. de TMT. Ce qui suggère un rôle important de l'ATX dans la régulation de l'homéostasie des microglies et du SNC ainsi que dans la neuroinflammation. L'effet du TMT sur l'inflammation produite par le TA a également été étudié et les résultats montrent que le TMT induit une réponse inflammatoire dans deux types cellulaires du TA : adipocytes et macrophages ainsi que dans le TA de souris obèse ob/ob. Ensuite, nous avons sous-cloné les ADNc de l'adiponectine et de la résistine dans des vecteurs d'expression eucaryote afin d'étudier leurs effets sur les cellules microgliales dans des conditions normales ou inflammatoires. Cette étude devrait permettre une meilleure compréhension de l'influence du TA sur le SNC et donc la relation entre l'obésité les maladies neurodégénérative afin de proposer de nouvelles approches thérapeutiques. / In the last years, Obesity has been considered a major health issue with around 10% of the world population affected. The causes of this pandemy are multiple, but include bad alimentary habits and an increasing settle way of life. The recent discovery that chronic inflammation during obesity was associated with this disease physiopathology and others complications is the center of many investigations. Adipose tissue (AT), in addition to its metabolic activity, has an intense secretory activity and is a main player in this inflammatory syndrome. Autotaxin (ATX), adiponectin and resistin are such mediators secreted by AT. These factors functions in metabolism regulation are well described, but their effects on others organs are not always known. As it has been shown that some of these factors receptors are present in the central nervous system (CNS), it is interesting to study their effects in this organ. In this context, we initially studied the effect of ATX on the oxidative stress generated by H2O2 (hydrogen peroxide) and inflammation induced by lipopolysaccharide (LPS) or trimethyltin (TMT) in murine microglial cells, resident immune cells of the CNS. Our results show for the first time, the anti-oxidant and anti-inflammatory effects of ATX in microglial cells. In mice, TMT affects hippocampal region of CNS and we showed that ATX RNA is up regulated in the hippocampus 5 days post TMT treatment. Our results suggest that ATX could be involved in the regulation of microglia homeostasis and in neuroinflammation. The effect of TMT on the inflammation produced by the AT has also been studied and the results show that TMT induces an inflammatory response in two cell types of AT: adipocytes and macrophages and in fat tissue from ob/ob mice.We then subcloned the cDNA of adiponectin and resistin in eukaryotic expression vectors to study their effects on microglial cells under normal or inflammatory conditions. This study should lead to better understanding of adipose tissue influence on the CNS and therefore the relationship between obesity and neurodegenerative diseases to develop new therapeutic approaches.

Nos sociétés sont de plus en plus préoccupées par l’impact très nocif des ressources énergétiques polluantes, essentiellement, le pétrole, le charbon et le gaz. Ainsi, l’intérêt dans l’utilisation des énergies renouvelables et propres est en constant augmentation et la conception de nouveaux systèmes énergétiques est devenue un challenge scientifique et technologique. Pour concevoir de nouvelles solutions énergétiques compétitives et efficaces, les fabricants de composants (panneaux solaires, pile à combustible, convertisseurs, etc.) et les secteurs industriels concernés sont confrontés à des problématiques d’optimisation, de contrôle et de durabilité. Par ailleurs, les sources d’énergie renouvelable sont dépendantes de plusieurs facteurs incontrôlables (lieu géographique, météorologie, etc.). Pour parer à ces facteurs, et donc au caractère aléatoire de disponibilité énergétique, l’hybridation des sources et la gestion énergétique peut s’avérer être une approche pertinente pour la conception de solutions énergétiques efficaces. Cette thèse est une contribution au problème de l’hybridation et de la gestion d’énergie. Plus précisément, nous considérons un système hybride composé de panneaux solaires photovoltaïques et d’une pile à combustible. Ce système est supposé être doté de convertisseurs et d’un système de stockage (batterie et super-condensateurs). / Our societies are increasingly concerned about the very harmful impact of clean energy resources, mainly oil, coal and gas. Thus, interest in the use of renewable and clean energy is constantly increasing and the development of new energy systems has become a scientific and technological challenge. To develop new competitive and efficient energy solutions, manufacturers of components (solar panels, fuel cells, inverters, etc.) and industrial sectors are facing problems of optimization, control and durability. In addition, renewable energy sources depend on several uncontrollable factors (geographical location, weather, etc.). To address these factors, and thus the randomness of energy availability, sources hybridization and energy management can prove to be an appropriate approach for the design of efficient energy solutions. This thesis is a contribution to the problem of hybridization and energy management. More precisely, we consider a hybrid system composed of photovoltaic solar panels and a fuel cell. This system is supposed to be equipped with converters and storage system (battery and supercapacitors). The goal is to develop control strategies to extract the maximum power available from the considered sources and to optimize the overall energy system to meet the load requirements. To do this, our approach is based on the tracking of the maximum power point and the use of compensators.

The live sciences currently undergo a paradigm shift to computer aided discoveries. Discoveries in the live sciences were historically made by either direct observation or as a result of chemical assays. Today we see a growing shift toward computer aided analysis and visualization. This gradual process happens in microscopy. Multidimensional laser scanning microscopy can acquire very complex multichannel data from fixed or live specimen. New probes such as visible fluorescent proteins let us observe the expression of genes and track protein localization. Ion sensitive dyes change intensity with the concentration of ions in the cell. The laser scanning confocal allows us to record these processes in three dimensions over time. This work demonstrates the application of software analysis to multidimensional microscopy data. We introduce methods for volume investigation, ion flux analysis and molecular modeling. The visualization methods are based on a multidimensional data model to accommodate complex datasets. The software uses vector processing and multiple processors to accelerate volume rendering and achieve interactive rendering. The algorithms are based on human visual perception and allow the observer a wide range of mixed render modes. The software was used to reconstruct the pituitary development in zebrafish and observe the degeneration of neurons after injury in a mouse model. Calicum indicator dyes have long been used to study calcium fluxes. We optimized the imaging method to minimize impact on the cell. Live cells were imaged continuously for 45 minutes and subjected to increasing does of a drug. We correlated the amplitude of calcium oscillations to increasing doses of a drug and obtain single cell dose response curves. Because this method is very sensitive and measures single cell responses it has potential in drug discovery and characterization. Microtubules form a dynamic cytoskeleton, which is responsible for cell shape, intracellular transport and has an integral role in mitosis. A hallmark of microtubule organization is lateral interactions. Microtubules are bundles by proteins into dense structures. To estimate the contribution of this bundling process, we created a fractal model of microtubule organization. This model demonstrates that morphology of complex microtubule arrays can be explained by bundling alone. In summary we showed that advances in software for visualization, data analysis and modeling lead to new discoveries. / Die biologische Forschung befindet sich in einem Paradigmenwandel, in dem Endeckungen immer mehr von Computeranalyse ermöglicht werden. Entdeckungen in der biologischen Forschung wurden historisch gesehen durch direkte Beobachtung and mit Hilfe chemischer Analysemethoden gemacht. Heute sehen wir einen wachsenden Trend zur computerunterstützten Analyse und Visualisierung. Dieser graduelle Umschwung spielt sich auch in der Mikroskopie ab. Multidimensionale Laser Scanning Mikroskopie kann sehr komplexe Multikanalbilder von fixierten oder lebenden Präparaten aufnehmen. Neue Methoden (wie z.B. fluoreszierende Proteine) erlauben es, Genexpression und Proteinlokalisierung direkt sichtbar zu machen. Ionensensitive Farbstoffe ändern ihre Helligkeit mit der Konzentration der Ionen in der Zelle. Die konfokale Mikroskopie erlaubt es, diese Änderungen dreidimensional über die Zeit aufzunehmen. Die hier vorgestellte Arbeit demonstriert die Anwendung speziell entwickelter Software für die Analyse multidimensionaler Daten. Die hierbei entwickelten Methoden wurden für Volumendarstellung, Ionenfluxanalyse und zur molekularen Modellierung eingesetzt. Die Visualisierungsmethoden basieren auf einem multidimensionalen Datenmodel, um auch komplexe Daten verarbeiten zu können. Die Software benutzt Vektorverarbeitung und Multiprozessorunterstützung um Volumendarstellung schneller und interaktiv zu machen. Die Algorithmen beruhen auf Erkenntnissen der Wahrnehmungsforschung und erlauben es dem Anwender, eine Reihe von verschiedenen Darstellungsmodi zu kombinieren. Die Software wurde erstmals verwendet, um einerseits die Entwicklung der Hypophyse im Zebrafisch zu rekonstruieren, und andererseits die Degenerierung von Neuronen im Mausmodell bildlich zu verfolgen. Kalziumfarbstoffe wurden schon länger zum Studium von Kalziumoszillationen in Zellen eingesetzt. Wir optimierten die Bildaufnahmemethode um Schädigungen der Zelle zu minimieren. Zellen wurden kontinuierlich in 45 Minuten Zeitintervallen aufgenommen und dabei wachsenden Dosen der zu untersuchenden Substanz ausgesetzt. Durch Korrelation von Dosis und Oszillationsamplitude konnten pharmakologische Wirkungskurven für jede einzelne Zelle ermittelt werden. Diese Methode hat wegen der hohen Sensitivität und Auflösung bis zur einzelnen Zelle Potential für pharmakologische Untersuchungen. Mikrotubuli formen ein dynamisches Zytoskelett, das für Zellform und intrazellularen Transport zuständig ist und eine integrale Rolle bei der Mitose spielt. Eine besondere Eigenschaft der Mikrotubuli ist die laterale Interaktion. Mikrotubuli werden von Motorproteinen zu dichten Strukturen gebündelt. Um den möglichen Einfluß dieses Vorgangs auf die Organisation der Mikotubuli zu testen, wurde ein fraktales Model erstellt. Dieses Modell demonstriert, daß die komplexe Organisation der Mikrotubuli in einigen Fällen allein mit dem Bündelungsprozess erklärt werden kann. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit demonstriert werden, daß der Einsatz speziell entwickelter Software für Visualisierung, Datenanalyse und Modellierung zu neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen führen kann.

Ziel der Arbeit ist unter anderem die Entwicklung von Vakzinen gegen maligne Neoplasien auf der Basis von attenuierten Bakterien. Sie dienen hierbei als Träger von tumorspezifischen Antigenen. Diese können mit Hilfe des E. coli Hämolysin-a-Sekretionssystems von Salmonella-Bakterienstämmen sezerniert werden und eine spezifische Immunreaktion induzieren. Sowohl die Gene, die für das Sekretionssystem kodieren als auch die Gensequenzen des tumorspezifische Antigens sind bei dem Projekt auf dem detailliert beschriebenen Antigendelivery Plasmid pMO kodiert. Die bis dato angewandte Methode der pMO-Plasmidstabilisierung mit Hilfe von Antibiotikaresistenzgenen beinhaltet jedoch zahlreiche, beschriebene Probleme und wird seitens der Behörden in Impfstämmen zunehmend restriktiv gehandhabt. Im Rahmen der Entwicklung eines bakteriellen Tumorimpfstoffes war es daher das Ziel dieser Arbeit ein System zur Stabilisierung des Antigendelivery Plasmids pMO zu etablieren, das auf den Einsatz von Antibiotikaresistenzgenen verzichtet. / Development of a system to stabilize plasmids in bacteria, by using a balanced lethal system, Development of tumor vaccines by using Salmonella bacteria

La thématique de la thèse est très vaste. Sont présentées les grandeurs cinématiques locales ou régionales qui agissent sur le corps humain. La deuxième partie de la thèse décrit les méthodes optiques, par lesquelles on peut mesurer les vibrations produites par les machines-outils sur le système humain main-bras au cours de l'activité au travail. Dans la troisième partie sont donnés les effets négatifs des vibrations qui se produisent sur le système humain main-bras pendant l'exposition aux vibrations. La quatrième partie de cette thèse contient la base théorique des techniques optiques utilisées pour mesurer les vibrations. Le chapitre cinq présente la méthodologie d'expérimentation pour mesurer les vibrations. Les résultats des mesures sont indiqués dans le sixième chapitre de la thèse. Dans le chapitre sept on présente la modélisation mécanique et mathématique du système humain main-bras avec trois degrés de liberté et le dernier chapitre contient les conclusions finales. / In the first part of the doctoral thesis are presented the local and global kinematics sizes which are acting on the human body. This is followsed with the optical methods by which we can measure the vibrations produced by the machine-tools and them action on the human hand-arm system during the work activity. In the third part are given the effects of vibrations that occur on the hand-arm system during the exposure of vibrations. The fourth part of this thesis contains the theorical basis of optical techniques used for vibrations measurement. Chapter five presents the experimental methodology of vibrations measurement in comparition betsween the two methods: classical and optical. The results of measurement are given in chapter six of the thesis. In chapter seven is given the mechanical and mathematical modeling of human hand-arm system with three degrees of freedom and the eighth chapter contains the final conclusions, the personal contributions and the future research directions.

Charakterisierung und Weiterentwicklung eines Systems zur antibiotikafreien Plasmidstabilisierung und Sekretion heterologer Antigene über das Hämolysin a-Sekretionssystem in attenuiereten Salmonella-Stämmen. Ziel ist die Entwicklung tumorspezifischer Vakzine. / Characterization and further development of a system for antibiotic-free plasmid stabilization in attenuated salmonella strains and secretion-enabling of heterologous antigens via the hemolysin a-secretion system. Goal is the development of tumor-specific vaccines.

Ce travail est fondé sur une approche organisationnelle pour la gestion des connaissances lors des projets de conception mécanique. Lors de ces travaux, nous avons pris en compte les aspects sociaux et coopératifs du processus de conception où les acteurs métier travaillent ensemble, créent, utilisent et partagent leurs connaissances pour atteindre le même objectif : le développement d'un nouveau système mécanique. Quatre aspects ont été développés dans ce travail : <br />- L'élaboration d'un modèle organisationnel du processus de conception où sont représentés les rôles des acteurs métier, leurs compétences, leurs interactions ainsi que les connaissances qu'ils utilisent et partagent tout au long des activités de conception. Ce modèle est un guide pour la capitalisation et la réutilisation des connaissances lors des projets de conception ;<br />- La définition d'un modèle de mémoire organisationnelle, MemoDesign, fournissant un cadre pour la structuration et l'indexation des connaissances à archiver lors des projets de conception ;<br />- La construction d'une ontologie appelée OntoDesign permettant d'inférer et de manipuler les connaissances du domaine ;<br />- La conception et l'implantation du système multi-agents KATRAS prenant en compte les aspects sociaux et coopératifs du processus de conception et chargé de la construction de mémoires de projet au fil de l'eau des projets de conception mécaniques.

Un systeme cooperatif d'aide a la resolution de problemes doit etre capable d'un cote de resoudre des problemes de la maniere la plus autonome et automatique possible et permettre de l'autre a son utilisateur d'intervenir ponctuellement dans le processus de resolution ou meme de le diriger completement. Pour permettre au systeme et a son utilisateur de cooperer, le raisonnement du systeme doit etre facilement comprehensible par l'utilisateur et, inversement, l'utilisateur doit pouvoir aisement communiquer son propre raisonnement au systeme. Pour cela, une modelisation des connaissances et du processus de resolution de problemes par planification hierarchique est proposee. Cette modelisation repose essentiellement sur le concept de tache. Une tache permet de representer un probleme a resoudre sur differents niveaux d'abstraction et de lui associer une strategie de resolution par decomposition recursive en sous-taches de plus en plus elementaires. Une telle modelisation permet en meme temps : - de faire gerer efficacement le processus de resolution par le systeme. La planification hierarchique permet d'alterner des phases de planification et d'execution. De cette facon, la strategie appliquee peut etre adaptee de facon opportuniste a l'etat de resolution courant. - d'etablir une cooperation entre le systeme et son utilisateur. Cette cooperation peut s'etablir sur chacun des niveaux d'abstraction et de decomposition introduit dans le raisonnement ; l'utilisateur peut intervenir dans le processus de resolution, prendre ou rendre le controle au systeme. Le modele propose a donne lieu a un outil generique permettant de representer les connaissances de resolution de problemes et de les exploiter en cooperation avec l'utilisateur. Cet outil, baptise SCARP, a ete experimente et valide par differentes applications. Deux exemples, en traitement du signal et en analyse de donnees, sont presentes dans ce document.

L'objectif principal de cette thèse est le développement et l'implantation d'une assistance active pour l'évitement des sorties involontaires de la voie de circulation. Les caractéristiques de cette assistance se déclinent ainsi : - intervention dans les moments d'inactivité du conducteur alors que la sortie de voie devient imminente et rétablissement de la situation de maintien de voie, - action partagée avec le conducteur sur la direction du véhicule, - fonctionnement sur des routes à faible et à forte courbure, - efficacité quelle que soit la qualité de la route, à forte ou à faible adhérence.

Les réseaux d'assainissement en Angleterre, aux Etats Unis et en France connaissent aujourd'hui une situation de dégradation. Les manifestations<br />de cette situation, variant selon les pays, apparaissent à travers le mauvais état des équipements, leurs faibles performance et efficacité.<br />Mais le problème de la dégradation va au-delà de ces manifestations de nature physique. Il réside dans le fait que les capacités réelles des équipements ne s'avèrent plus compatibles avec les exigences de qualité et les objectifs du service. Ce phénomène traduit l'apparition de nouvelles dynamiques dans le secteur qui affectent le rôle des réseaux et les<br />principes de l'assainissement mettant ainsi en cause les anciennes organisations du système d'assainissement. Il révèle l'inadaptation des pratiques d'entretien et de comportements d'usage des équipements aux nouvelles exigences et finalités du service.<br />La réhabilitation des réseaux est une des réponses apportées aux situations de dégradation. Elle conduit à la modification de la structure physique et du comportement des équipements qui deviennent composites et plus complexes. Cette transformation des réseaux se répercute également sur l'organisation du système d'assainissement. Elle représente un mode d'adaptation du système aux évolutions de son environnement.