L’un des défis majeurs relevé par la gravimétrie moderne consiste en la détermination de modèles mathématiques et de cartes numériques du champ de gravité de la Terre dont la fiabilité est identique quelle que soit l’échelle spatiale considérée en domaines terrestre, littoral, marin et sous-marin. Aujourd’hui, les harmoniques de haut degré correspondant aux courtes longueurs d’onde du champ de gravité sont encore affectés de grandes incertitudes de par la diversité et les différences de précision et de résolution des techniques gravimétriques permettant de les atteindre. Le principal obstacle à l’amélioration de la résolution et la précision des modèles vient de ce que les systèmes de gravimétrie et gradiométrie mobiles, seuls instruments qui permettent des acquisitions à précision et à résolution spatiale homogènes, demeurent encore encombrants et gros consommateurs d’énergie, ce qui interdit en particulier leur installation sur des drones terrestres, aériens, navals de surface et sous-marins. L’intérêt de ce type de porteur est de pouvoir opérer des acquisitions très proches des sources ce qui accroît considérablement la restitution des variations locales de la gravité. Le développement d’un nouveau type de capteur gravimétrique à faible encombrement et moindre consommation énergétique apparaît donc indispensable pour répondre à la problématique posée par la mesure des courtes longueurs d’onde du champ de gravité.Dans le cadre de ses activités de recherche en gravimétrie, le Laboratoire de Géomatique et Foncier (Cnam/GeF EA 4630), en collaboration avec le Laboratoire de Recherche en Géodésie (LAREG) de l’Institut National de l’information Géographique et forestière (IGN), le Laboratoire Domaines Océaniques (LDO, UMR CNRS 6538, UBO), l’Institut Français de Recherche pour l’Exploitation de la Mer (IFREMER) et le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM), développe un instrument novateur qui permet la mesure dynamique du champ de gravité terrestre en fond de mer.Le système baptisé GraviMob (système de Gravimétrie Mobile) ne nécessite pas de plateforme stabilisée et se fixe rigidement dans l’habitacle du véhicule porteur, en l’occurrence, un submersible autonome. Le cœur du système est constitué de triades d’accéléromètres, permettant une mesure vectorielle de l’accélération de pesanteur. Un traitement des mesures par filtrage de Kalman, intégrant les données de position et d’orientation du véhicule porteur, réalise la restitution du champ de pesanteur dans un référentiel adapté à son interprétation et son exploitation. Ce prototype instrumental a été expérimenté en Mer Méditerranée au cours de l’année 2016, à l’aplomb de profils gravimétriques de surface acquis antérieurement par le SHOM. La comparaison du signal gravimétrique obtenu en fond de mer avec les données du SHOM indique une répétabilité de la tendance générale du signal gravimétrique à 5 mGal près.Ce manuscrit aborde successivement, l’établissement de l’équation d’observation du système GraviMob, l’étalonnage et l’orientation des accéléromètres du capteur, la stratégie d’estimation du champ de pesanteur par un filtre de Kalman intégrant un modèle d’évolution des composantes du champ de pesanteur et un modèle d’observation tenant compte du bruit de mesure, le traitement et l’analyse des mesures acquises lors de son expérimentation en Mer Méditerranée, puis la comparaison du signal gravimétrique obtenu avec les données de référence. / One of the major challenges of modern gravimetry consists in determining mathematical models and digital maps of the Earth’s gravity field, the reliability of which is identical whatever the spatial scale considered in terrestrial, coastal, marine and submarine domains. Today, the harmonics of high degree corresponding to the short wavelengths of the gravity field are still affected by great uncertainties due to the diversity and the differences in precision and resolution of the gravimetric techniques making it possible to reach them. The main obstacle to improve the resolution and accuracy of models is that gravimetry and gradiometry mobile devices, the only instruments that allow homogeneous precision and spatial resolution acquisitions, are still bulky and energy-intensive, which prohibits their installation on terrestrial, aerial, surface and submarine drones. The interest of this type of carrier is to make acquisitions very close to the sources which considerably increases the restitution of the local variations of the gravity. The development of a new type of gravimetric sensor with small size and lower energy consumption appears therefore essential to answer the problematic posed by the measurement of the short wavelenghts of the gravity field.As part of its research in gravimetry, the Laboratoire Géomatique et Foncier (Cnam/GeF EA 4630), in collaboration with the Laboratory for Research Geodesy (LAREG) of the National Institute for Geographic and Forest Information (IGN), the Oceanic Domains Laboratory (LDO, UMR, CNRS 6538, UBO), the French Research Institute for the Exploitation of the Sea (IFREMER) and the Marine Hydrographic and Oceanographic Service (SHOM), develops an innovative instrument which allows the dynamic measurement of the Earth’s gravity field in the subsea domain.The system, called GraviMob (Gravimetry Mobile System), does not require a stabilized platform and is rigidly attached to the carrier vehicule, in this case an Autonomous Underwater Vehicule (AUV). The heart of the system consists of triads of accelerometers, allowing a vector measurement of the gravity. A Kalman filter, integrating the position and orientation data of the carrier vehicle, performs the estimation of the gravity field in a frame adapted to its interpretation. This instrumental prototype has been tested in the Mediterranean Sea during the year 2016. The comparison of the gravimetric signal obtained near the seabed with the surface gravimetric profiles, previously acquired by the SHOM, indicates a repeatability of the general trend of the gravimetric signal to within 5 mGal.This manuscript deals successively with the establishment of the observation equation of the GraviMob system, the calibration and orientation of the accelerometers, the gravity field estimation strategy by a Kalman filter, integrating an evolution model of the gravity field components and an observation model taking the measurement noise into account, the processing and analysis of the measurements acquired during its experimentation in the Mediterranean Sea, then the comparison of the gravimetric signal obtained with the reference data.

De nos jours, il existe de nombreuses antennes de radiogoniométrie UHF large bande ou multibandes, néanmoins très peu d’entre elles permettent une couverture angulaire 3D. A notre connaissance, la première antenne de radiogoniométrie 3D fût étudiée dans les années 1960, par une équipe de l’université du Michigan. Composée de 17 capteurs positionnés sur une surface hémisphérique, sa taille et son nombre d’éléments en font un dispositif encombrant et complexe à utiliser. De récentes études ont proposé une autre approche basée sur la mesure multicomposante du champ électromagnétique, permettant de réduire la taille des antennes et le nombre d’éléments tout en conservant une couverture angulaire 3D. Cependant, à ce jours, seul des systèmes HF (3MHz-30MHz) ou bande étroite ont été abordés. Cette thèse porte donc sur l’étude et le développement d’une antenne vectorielle UHF multibande appliquée à la radiogoniométrie 3D pour des ondes transverses magnétiques. Tout d’abord, deux techniques de goniométrie adaptées à cette approche sont confrontées : une nouvelle technique basée sur la décomposition en harmonique sphérique du rayonnement de l’antenne qui permet de recomposer le champ électromagnétique reçu à partir d’échantillons mesurés et un algorithme bien connu, MUSIC. Une méthodologie de conception est proposée, en identifiant les critères physiques des antennes vectorielles qui influent sur leurs performances à savoir la précision d’estimation, la sensibilité, le nombre d’éléments et l’encombrement. Cette méthode est utilisée pour développer et réaliser une première antenne vectorielle monobande. La caractérisation de cette antenne réaliste permet d’écarter la première technique de traitement dont les performances sont trop sensibles aux perturbations de rayonnement. Une antenne vectorielle bibande compacte, d’un rayon de λ/4 et d’une hauteur de λ/5.5 à la fréquence la plus basse, composée de seulement six éléments rayonnants couvrant chacun les bandes de fréquences GSM [890MHz-960MHz] et [1710MHZ-1880MHz] est ensuite développée en se basant sur cette méthode de conception. Les capteurs électriques et magnétiques constituant l’antenne sont étudiés séparément puis assemblés selon une répartition spatiale planaire pour restreindre l’encombrement. Les structures rayonnantes sont communes pour les deux bandes de fréquences ce qui permet réduire le nombre d’éléments ainsi que les éventuelles perturbations de rayonnement. Après la caractérisation de l’antenne bibande au travers de simulations numériques, un prototype est réalisé et ses performances d’estimation sont mesurées en chambre anéchoïque afin de valider l’approche par simulation. La sensibilité obtenue est de -110dBW/m² (85μV/m) pour une précision de 5° RMS. Enfin l’étude est élargie au cas général d’antennes multibandes en illustrant le processus d’extension de la couverture fréquentielle par l’ajout d’une troisième bande, [400MHz-430MHz]. Six nouveaux éléments sont donc développés et intégrés aux capteurs GSM existants afin d’obtenir une antenne tribande d’un rayon de λ/3.2 et d’une hauteur de λ/12.5 à 400MHz. Malgré une légère augmentation de l’erreur d’estimation, causée par la présence de ces nouveaux éléments, la caractérisation de cette nouvelle antenne tribande montre de bonnes performances d’estimation avec une sensibilité de -105dBW/m² (155μV/m) pour une précision de 5° RMS. / Nowadays, a lot of wideband or multiband direction finding antennas operating in the UHF band exist. Nevertheless, only few of them allow to estimate the direction of arrival in the full 3D space. At the author’s knowledge, the first 3D direction finding antenna was studied in the 1960s, at the University of Michigan. Composed of 17 sensors, located on a large hemispherical surface, this antenna is bulky and complex to use. Recently, some studies have proposed another approach based on the multicomponent measurement of the electromagnetic field that allows to decrease the antennas size and the number of radiating elements without reducing the 3D angular coverage. However, only HF (3-30MHz) or narrowband systems have been reported. The objective of this PhD is to study and to develop an UHF multiband vector sensor applied to the estimation of the direction of arrival of transverse magnetic waves in the full 3D space. Firstly, two signal processing techniques adapted to this approach are compared : a new technique based on the spherical harmonic decomposition of the antenna radiation which allows to recompose the received electromagnetic field from the measured samples and a well-known high resolution algorithm called MUSIC. A design methodology allowing to identify the physical criteria of vector sensors related to the antenna performances such as the estimation accuracy, the sensitivity, the number of elements and the antenna size is proposed. This method is used for developing and designing a first single-band vector sensor. The results obtained from numerical simulations allow to rule out the first signal processing technique which is too sensitive to the radiation perturbations. Then, a compact dual-band vector sensor operating in the GSM frequency band, [890MHz-960MHz] and [1710MHZ-1880MHz], is developed by using the same design methodology. The antenna size is λ/4 in radius and λ/5.5 in height at the lowest frequency. The electric and magnetic elements which compose the vector sensors are designed separately and then combined according to a planar spatial distribution to retain a compact antenna size. The same radiating structures are used for operating in the two frequency bands in order to reduce the number of elements and the eventual radiation perturbations. After the performances assessment through numerical simulations in each band, a prototype is manufactured and its estimation performances are measured for a validation purpose. The sensitivity is -110dBW.m−2 (85μV.m−1) for a 5◦ RMS angular accuracy. Finally, the study is extended to the general case of multiband antennas by adding a third band, [400MHz-430MHz]. New elements are developed and incorporated into the dual-band GSM sensors to obtain a tri-band vector sensor. The size of this new antenna is λ/3.2 in radius and λ/12.5 in height at 400MHz. Despite a slight increase of the angular errors in the estimation of the direction of arrival caused by the presence of the new antenna elements, the characterization of the tri-band sensor performances by simulation show a good accuracy with a sensitivity valued at -105dBW.m−2 (155μV.m−1) for a 5◦ RMS angular accuracy.

Les trypanosomoses animales africaines transmises par les glossines sont une des principales contraintes pathologiques au développement et à l’intensification de l’élevage en Afrique sub-saharienne. Leur contrôle repose sur deux grandes stratégies : la lutte autonome par les éleveurs qui vise à contrôler la maladie de manière à permettre une production rentable, et l’intervention étatique centralisée qui vise dans la plupart des cas l’éradication du vecteur et de la maladie. Cette seconde stratégie s’est amplifiée récemment dans le cadre de la campagne pan-africaine d’éradication des glossines et des trypanosomoses (PATTEC), coordonnée par l’Union Africaine. Je me suis attachée à caractériser les capacités d’innovation des éleveurs face au risque de santé animale et réciproquement à l’effet du contrôle du risque sur les trajectoires d’innovation des éleveurs. Le terrain d’étude a concerné deux pays d’Afrique de l’Ouest: le Burkina Faso et le Sénégal. Au Sénégal, nous avons développé une approche coûts-bénéfices originale d’un projet d’éradication, et montré que les bénéfices attendus dépendent essentiellement de l’innovation, grâce aux gains de productivité dus à la transition des systèmes d’élevage utilisant la race Djakoré trypanotolérante vers des systèmes d’élevage améliorés utilisant des races plus productives trypanosensibles. Au Burkina Faso (bassin du Mouhoun), les objectifs étaient de caractériser la perception du risque par les éleveurs, les stratégies autonomes de lutte et leurs capacités à adopter une nouvelle méthode de lutte contre les glossines, le pédiluve insecticide. Enfin, pour comprendre et anticiper l’impact de l’évolution du risque trypanosomien sur les trajectoires d’innovation des éleveurs et améliorer l’évaluation économique de la campagne d’éradication au Sénégal, une analyse croisée de 10 études de cas a permis d’identifier puis de caractériser les dynamiques locales d’innovation, les logiques d’action et les indicateurs de capacités d’innovation des différents groupes d’éleveurs. Dans les deux sites d’étude, le dynamisme des réseaux socio-techniques auxquels appartiennent les éleveurs et leurs manières de le mobiliser permettent de comprendre l’impact de ce risque sanitaire sur les capacités d’innovation des éleveurs. Ces processus ont été étudiés en mobilisant une théorie de l’innovation, la SAR (sociologie de l’Acteur-Réseau) et en combinant des méthodes d’enquêtes par questionnaire, d’épidémiologie participative et une analyse compréhensive socio-technique inspirée de la méthode du GERDAL (Groupe d’Expérimentation et de Recherche, Développement et Actions Localisées). En perspective, les avancées liées à ce travail dans le domaine de l’hybridation des sciences vétérinaires et sociales sont discutées, et des pistes d’amélioration possibles sont proposées. Un des principaux enseignements de cette thèse est d’ordre méthodologique : une piste est proposée pour l’hybridation de méthodes d’épidémiologie participative et d’une analyse compréhensive socio-technique basée sur les apports de la SAR et du GERDAL. / African animal trypanosomosis, transmitted by tsetse flies, are among the main animal health constraints to the development and intensification of cattle production in sub-Saharan Africa. Their control relies on two major strategies: the farmer-based control aiming at controlling the disease in order to allow a cost-effective production, and the centralized state intervention mostly targeting the eradication of the vector and the disease. This second strategy recently spread in the framework of the Pan African Tsetse and Trypanosomosis Eradication Campaign (PATTEC), coordinated by the African Union. I aimed to characterize the innovation capacities of livestock producers facing this animal health risk and vice versa the effect of risk control on innovation trajectories of livestock farmers. The study area concerned two west african countries: Burkina Faso and Senegal. In Senegal, we developed an original cost-benefit approach of the eradication program, and showed that the expected benefits mainly relie on innovation, thanks to the productivity benefits resulting from the shift from livestock breeding systems using the trypanotolerant Djakoré breed toward improved livestock breeding systems using more productive trypanosensible cattle breeds. In Burkina Faso (Mouhoun basin), the goals were to characterize the risk assessment by livestock producers, farmer-based control strategies and their capacities to adopt a new control method against tsetse flies, the insecticide footbath. At last, in order to understand and predict the impact of the evolution of the trypanosomosis risk on innovation trajectories of livestock producers and to improve the economic analysis of the eradication campaign in Senegal, a cross-sectional analysis of 10 case studies allowed identifying and characterizing the local dynamics of innovation, the rationales for action and the indicators of innovation capacities of the different groups of livestock producers. In the two study areas, the dynamism of socio-technical networks which livestock farmers belonged to and the ways they were mobilized allowed to understand the impact of this animal health risk on innovation capacities of the livestock producers. These processes were studied by mobilizing an innovation theory, the ANT (Actor Network Theory) and combining inquiry methods by questionnaires, methods of participatory epidemiology and a comprehensive socio-technical analysis inspired from the GERDAL’s method (Groupe d’Expérimentation et de Recherche, Développement et Actions Localisées). In perspective, advances linked to this work in the field of the hybridization between veterinary and social sciences are discussed, and few potential ways of improvement are proposed. One of the mains learning of this thesis is about methods: a pathway is proposed for hybridization of methods of participatory epidemiology and a comprehensive socio-technical analysis based on the inputs of SAR and GERDAL methods.

Depuis la fin du 19ème siècle, les épidémies dues aux arbovirus constituent un problème de santé publique majeur en Nouvelle-Calédonie et dans la région Pacifique. Ces cinq dernières années, la fréquence des épidémies de dengue a augmenté et l’introduction des virus du chikungunya et du Zika (ZIKAV) a démontré que cette région du monde pouvait être un hot spot d’émergence des arboviroses. Ces trois virus sont transmis par des moustiques du genre Aedes dont le principal vecteur de la région Pacifique est Aedes aegypti. Mis à part des données sur l’épidémiologie de la dengue dans la région, peu d’informations étaient alors disponibles sur les vecteurs ou sur leurs capacités à transmettre les arbovirus. Or ces données sont cruciales pour mieux comprendre l’incidence particulière de ces épidémies dans la région.Dans ce travail de thèse, nous avons tout d’abord caractérisé génétiquement le vecteur Ae. aegypti de la région Pacifique et montré une différence génétique modérée de ce vecteur à l’échelle régionale. Nous avons ensuite, pour la première fois, évalué la compétence vectorielle d’Ae. aegypti pour les virus de la dengue 1 (DENV-1) et du ZIKAV. Les résultats obtenus montrent une faible transmission du DENV-1 et des taux de transmission hétérogènes du ZIKAV en fonction des différentes lignées virales.Les interactions entre le génotype du vecteur et le génotype viral semblent donc revêtir une importance particulière dans notre contexte. Les résultats obtenus au cours de ce travail doctoral devraient permettre une meilleure évaluation du risque de survenue d’une épidémie d’arbovirose en Nouvelle-Calédonie. / Since the end of the 19th century, epidemics due to arboviruses have been a major public health problem in New Caledonia and the Pacific region. Over the past five years, the incidence of dengue epidemics has increased and the introduction of the chikungunya and Zika viruses (ZIKAV) has demonstrated that this region of the world is to be considered as a hot spot for the emergence of arboviruses. These three viruses are transmitted by mosquitoes of the genus Aedes, whose main vector in the Pacific region is Aedes aegypti. With the exception of some data concerning the dengue virus epidemiology in the region, little was known about vectors or on their ability to transmit arboviruses. These data are crucial to increase our knowledge about the specific appearance of these epidemics in the region.During my PhD, I first genetically characterized the vector Ae. aegypti from the Pacific region and demonstrated a moderate but significant genetic differentiation. We were also the first to evaluate Ae. aegypti vector competence for dengue virus 1 (DENV-1) and for different ZIKAV strains. The results have shown a low transmission efficiency for DENV-1 and heterogeneous results for the ZIKAV transmission, these differences were linked to the ZIKAV genetic lineage.The interactions between the vector genotype and the viral genotype seem to be particularly important in our context. The results obtained during this PhD work should allow a better assessment of the risk of an arbovirus outbreak in New Caledonia as well as the development of prevention strategies.

La peste porcine africaine (PPA) est une maladie hémorragique contagieuse dévastatrice pour l’élevage porcin pour laquelle aucun traitement ni vaccin ne sont disponibles. Cette infection est due à un virus à ADN, unique membre de la famille des Asfarviridae, qui se transmet directement entre suidés ou via un vecteur, la tique du genre Ornithodoros. Le rôle de ces tiques dans le cycle épidémiologique de la PPA consiste principalement à maintenir le virus dans les populations de suidés sauvages en Afrique. Elles ont aussi été identifiées à l’origine de certains cas de résurgence de la maladie dans des bâtiments d’élevage porcin, notamment dans la péninsule ibérique, lors des années 1970-80. La PPA, éradiquée fin des années 1980 en Europe (à l’exception de la Sardaigne), a été de nouveau introduite en 2007 d’abord en Géorgie pour progresser jusqu’à atteindre l’Est de l’Union Européenne. La question de la compétence vectorielle des tiques Ornithodores pour le virus de la PPA et des déterminants qui influencent cette compétence est posée dans l’évaluation des risques d’endémisation et/ou de dispersion de la maladie en Europe et ailleurs. Le premier chapitre de cette thèse vise à caractériser la compétence vectorielle des tiques Ornithodores pour le virus de la PPA et faire ressortir les patrons généraux qui la qualifient. Pour cela, a été réalisée une revue systématique des études ayant testé la compétence vectorielle d’une ou plusieurs espèces de tiques pour une ou plusieurs souches virales de PPA durant ces 50 dernières années. Au final, il en ressort une forte variabilité de résultats selon les couples tique-virus. En outre, il semble difficile de comparer ces résultats et d’établir des « profils types » du fait de l’évaluation partielle de la compétence vectorielle pour de nombreux couples tique-virus et de la diversité des méthodologies utilisées pour tester et mesurer la compétence. Pour autant chaque modalité d’étude révèle une partie des mécanismes et des adaptations auxquels sont soumis les couples tique–virus et suggère l’effet de certains déterminants dont deux sont traités dans les deux autres chapitres de la thèse. Le second chapitre de la thèse traite de l’adaptation tique-virus, par l’étude expérimentale de l’infection des tiques O. erraticus, O. porcinus et O. moubata à l’aide de deux souches de génotype II du virus de la PPA, et par un essai de transmission du virus des tiques aux porcs. Des souches du génotype II ont été choisies car ce génotype circule actuellement en Europe et risque d’infecter les tiques européennes O. erraticus s’il se propage jusqu’en péninsule ibérique. Alors qu’O. erraticus est capable de s’infecter et de transmettre différentes souches virales du génotype I, sa compétence à transmettre la souche Georgia2007/1 (génotype II) n’a pour l’instant pas été démontrée. Toutefois, nos études suggèrent que les résultats de compétence dépendent aussi des conditions d’expérimentation telles que la nature des colonies de tiques utilisées ou encore le titre viral utilisé pour infecter les tiques. Le dernier chapitre de la thèse porte sur l’effet de la salive de tique sur l’étape de transmission du virus de la PPA par la tique au porc. Durant le repas de sang, la salive est un élément essentiel qui va permettre l’accroche et le gorgement durable de la tique sur son hôte, avec des propriétés immuno-modulatrices importantes agissant directement sur l’hôte. Ainsi a été réalisée une étude expérimentale in vivo faisant intervenir la tique O. porcinus et le virus Ambat02 (génotype II) et testant l’effet local et systémique chez le porc d’un extrait de glandes salivaires de tique co-inoculé ou non avec le virus de la PPA, versus la piqûre naturelle de tiques non infectées. Les résultats de cette expérience nous montrent que la salive de tique est capable de moduler au niveau local le recrutement de cellules immunitaires dans la peau du porc et potentiellement influencer l’infection locale chez le porc. / African swine fever (ASF) is a contagious hemorrhagic disease with disastrous financial consequences for pig industry, as no vaccine or treatment exists. This infection is caused by a DNA virus, only member of the Asfarviridae family that can be directly transmitted between swine or by a non-compulsory vector, the Ornithodoros tick. Ornithodoros ticks play a role in the persistence of the disease within wild and domestic suids in Africa. They were also involved in resurgences of outbreaks in some pig farms in the Iberian Peninsula in 1970-1980. ASF, eradicated in Europe at the end of the 1980’s except in Sardinia, was reintroduced in Georgia in 2007 then spread towards the Eastern European Union. The question of the tick vector competence for ASF virus (ASFV) and its related determinants is of importance in the risk assessment of endemisation/spread of the disease in Europe or elsewhere.The first chapter of this thesis aims to characterize Ornithodoros tick vector competence for ASFV and to highlight a common pattern to qualify it. For this purpose, a systematic review of the studies carried out on the vector competence of one or more tick species for one or more ASFV, was performed on the last 50 years publications. A high variability of the results obtained for different couples “tick-virus” was highlighted. As most of the papers describe partial evaluation of the vector competence and because of the high number of methods used to perform these assessments, it was definitively very difficult to compare these results, and to propose common patterns. However, each of these studies revealed a part of the mechanisms that participated to the adaptation in the couple “tick-virus”, and suggested the importance of different determinants, out of them, two were experimentally assessed as described in the two other chapters.The second chapter of this thesis describes the adaptation “tick-virus” through the experimental infection of three different ticks, O. erraticus, O. porcinus and O. moubata by two ASFV strains belonging to the genotype II. O erraticus’s competence is known for ASFV strains belonging to the genotype I but has never demonstrated the ASFV Georgia 2007/1 strain (genotype II) and currently circulating in Europe. However, the experiments we performed, suggest that many experimental conditions could influence the results obtained on vector competence as the tick colony or the virus dose used for the tick infection.The third chapter describes the effect of the tick saliva on the ASFV transmission from the tick to the pig. Tick saliva contains important immunomodulatory molecules that interfere with the pig immune system permitting complete engorgement of the tick on its host. The host-vector and pathogen interactions were studied through an in vivo experimentation involving pig, O porcinus tick and ASFV Ambat02 strain (genotype II). The local and systemic effects on the pig immune responses were assessed with the ASFV alone or combined with tick gland extract, versus a healthy tick bite. Data analysis highlighted the tick saliva role on skin immune cell recruitment and its potential effect on local infection.

En outre, nous avons fait une expérience sur les nouveaux outils pour identifier les tiques par MALDI-TOF MS protéines profilage et des méthodes moléculaires. Notre étude visant à explorer les bactéries dans les ixodidae prélevés sur des animaux domestiques en Éthiopie a révélé une prévalence globale de 6% (46/767) des rickettsies de SFG, 3,8% (29/767) ADN de Borrelia et 6,4% (54/842) de C. burnetii dans différentes espèces de tiques. L'étude pour étudier les bactéries dans 303 puces prélevés sur des chiens et des chats domestiques en Ethiopie qui ont été identifiés comme étant morphologiquement Ctenocephalides felis felis, Ctenocephalides canis, Pulex irritans et Echidnophaga gallinacé montré Rickettsia felis dans 21% des puces, principalement dans Ctenocephalides felis, avec un semblable prévalence dans les puces de chiens et de chats. La présence d'Acinetobacter spp. dans M. ovinus, Heterodoxus spiniger, Bovicola ovis et Linognathus vituli. La séquence du gène rpoB partiel a révélé la présence de A. soli, A. lowffii, A. Pitti et 3 nouveaux Acinetobacter spp. dans les poux et Keds. Bartonella melophagi a été identifié par une PCR standard, suivi par un séquençage du fragment de la gltA et gène rpoB chez M. ovinus. Dans l'ensemble, nos résultats alerte les médecins en charge des patients avec fièvre d'étiologie inconnue en Ethiopie et ceux qui se soucient de voyageurs en provenance de l'Ethiopie à prendre en compte la présence de plusieurs espèces zoonotiques à transmission vectorielle de bactéries, y compris SFG rickettsies, C. burnetii, R. felis, B. henselae et B. melophagi comme agents pathogènes potentiels. / Our study to explore bacteria in ixodid ticks collected from domestic animals in Ethiopia revealed an overall prevalence of 6% (46/767) SFG rickettsiae, 3.8% (29/767) Borrelia DNA and 6.4% (54/842) C. burnetii in different tick species. The study to investigate bacteria in 303 fleas collected from domestic dogs and cats in Ethiopia that were morphologically identified as Ctenocephalides felis felis, Ctenocephalides canis, Pulex irritans and Echidnophaga gallinacean showed Rickettsia felis in 21% of fleas, mainly in Ctenocephalides felis, with a similar prevalence in fleas from dogs and cats. The study to investigate bacteria in lice and sheep ked (Melophagus ovinus) revealed Acinetobacter spp. in M. ovinus, Heterodoxus spiniger, Bovicola ovis and Linognathus vituli. Partial rpoB gene sequence revealed A. soli, A. lowffii, A. pitti and 3 new Acinetobacter spp. in the lice and keds. Molecular identification of lice using an 18S rRNA gene analysis confirmed the morphological methods of lice identification. Bartonella melophagi was identified by standard PCR followed by sequencing of fragments of the gltA and rpoB genes in M. ovinus.Overall, our findings alert physicians managing patients with fever of unknown aetiology in Ethiopia and those who care for travellers from Ethiopia to consider the presence of several vector-borne zoonotic species of bacteria including SFG rickettsiae, C. burnetii, R. felis, B. henselae and B. melophagi as potential causative agents.

L'évolution de la résistance aux insecticides chez les moustiques responsables de la transmission de maladies infectieuses compromet notre capacité à contrôler ces populations de vecteurs et pose de graves problèmes de santé publique. Mais les nombreuses modifications physiologiques associées au phénomène de résistance aux insecticides pourraient altérer l'épidémiologie de ces maladies de manière plus indirecte en modifiant la capacité vectorielle des moustiques. Afin d'étudier cette question nous avons mis en place un nouveau système expérimental composé du parasite aviaire Plasmodium relictum SGS1 et de son vecteur naturel le moustique Culex pipiens. Nous avons étudié l'effet de différents allèles de résistance aux insecticides (représentant deux mécanismes principaux i.e. la résistance métabolique ou la modification de la cible) sur une série de traits d'histoire de vie du parasite et du moustique. L'impact de ces différents allèles a été étudié d'une part, dans les conditions contrôlées de leur expression dans un même fond génétique (en utilisant plusieurs souches de moustiques isogéniques), et d'autre part, dans les conditions plus réalistes de leur expression dans un fond génétique hétérogène (utilisation de moustiques échantillonnés sur le terrain). Nous montrons que la résistance aux insecticides a des effets pleïotropes sur l'immunocompétence et les traits d'histoire de vie des moustiques. Son effet sur le développement de Plasmodium semble en revanche limité. Nous discutons d'une part, de la nécessité de poursuivre une approche multifactorielle (impliquant la physiologie, l'immunité et le comportement des moustiques) afin de mieux comprendre l'impact de la résistance aux insecticides sur la transmission de Plasmodium, et d'autre part des perspectives intéressantes qu'offrent ce nouveau système expérimental pour l'étude de l'écologie évolutive des maladies à vecteurs. / The evolution of insecticide resistance in mosquitoes threatens our ability to control many-vector-transmitted diseases, thereby raising serious public health issues. Insecticide resistance entails numerous physiological changes in mosquitoes. This thesis investigates whether these physiological changes alter the quality of mosquitoes as vectors of malaria. To address this issue, we developed a new experimental system consisting in the avian malaria parasite Plasmodium relictum SGS1 and its natural vector, the mosquito Culex pipiens. We investigated the impact of two insecticide resistance mechanisms (target site resistance and metabolic resistance) on several mosquito and parasite life history traits relevant for malaria transmission. The effect of different insecticide resistant genes was investigated using both isogenic laboratory mosquito strains (i.e. against a homogeneous genetic background) and sympatric field caught mosquitoes (i.e. under the more realistic, albeit noisier, conditions of a heterogeneous genetic background). We show that insecticide resistance has a pleiotropic effect on several mosquito traits (immunocompetence, longevity, fecundity), whereas it has only a limited effect on Plasmodium development. We discuss, on the one hand, the need to pursue such a multi-factorial approach (combining the mosquito physiology, immunity and behavior) to better understand the impact of insecticide resistance on malaria transmission and, on the other hand, the promising perspectives offered by this new experimental system for studying the evolutionary-ecology of infectious diseases.

Le contrôle du paludisme ne semble aujourd'hui envisageable que par stratégies combinées ciblant différents stades du parasite. Chez le vecteur, certains mécanismes de la réponse immunitaire pourraient être manipulés pour bloquer le développement sporogonique du parasite. Cette thèse examine les effets de la diversité du vecteur et du parasite dans le couple le plus important en termes d'épidémiologie, A. gambiae - P. falciparum. Des polymorphismes de gènes de l'immunité du moustique contrôlant le niveau d'infection ont été identifiés par étude d'association. Certains d'entre eux ont un effet spécifique selon les isolats de parasites, suggérant de potentielles interactions génotype X génotype. Nous avons déterminé un déséquilibre de liaison très bas dans les populations naturelles de vecteurs, validant notre approche par gènes candidats. Les caractéristiques et les forces évolutives faisant d'A. gambiae un vecteur du paludisme majeur sont discutées. Les diverses populations de vecteurs et parasites peuvent interagir de manière spécifique. Pour tester cela, des infections par des isolats de parasites sympatriques et allopatriques ont été comparées, montrant des intensités plus faibles dans les couples sympatriques. Les profils d'expression des gènes montrent cependant peu de régulations spécifiques aux populations, mais plutôt des différences extrêmes selon les isolats de parasites. Ces résultats suggèrent des effets importants de la diversité entre populations et individus. En conclusion, cette thèse souligne l'importance de la prise en compte de la diversité naturelle des vecteurs et parasites dans les recherches futures sur leurs interactions. / To achieve malaria control a variety of approaches must be combined targeting different stages of the parasites life cycle. With better understanding of mosquito immunity, it is hoped that aspects of natural resistance can be manipulated to prevent parasite development. This thesis investigates the effect of both mosquito and parasite diversity on the mosquitoes response to malaria using the most important human malaria system; Anopheles gambiae-Plasmodium falciparum in natural/semi-natural conditions. Mosquito loci are identified that significantly control infection phenotype, some of which act in a parasite isolate specific manner, highlighting their potential involvement in genotype by genotype interactions. Such research is moving towards genomewide studies; however, on finding very low linkage disequilibrium in wild mosquitoes, it favors candidate gene association studies. A. gambiae characteristics that make it such a good malaria vector are discussed and the evolutionary forces driving these traits. Selection behind vector-parasite interactions can differ spatially and temporally causing specificities in sympatric couples. Sympatric and allopatric mosquito infections with malaria are compared, showing that sympatric infections develop lower infection intensities suggesting local adaptation. Mosquito gene expression profiles highlight a small number of genes differentially regulated between sympatric and allopatric infections, however extreme differences in gene regulation are observed within populations, probably driven by the variable nature of malaria parasites. This thesis highlights the importance of taking into account natural diversity in future research.

Le paludisme demeure un problème de santé majeur en Afrique subsaharienne. Le nombre limité d'antipaludiques, l’apparition de résistances et l’absence d’un vaccin efficace, font de la lutte anti-vectorielle (LAV) la principale stratégie préventive de cette maladie. Les méthodes actuelles de LAV visant à limiter ou à interrompre le développement du parasite chez le moustique vecteur, il est donc nécessaire d’améliorer notre compréhension des interactions entre le vecteur Anopheles, son environnement et le parasite Plasmodium. A Madagascar, Anopheles gambiae s.l. et Anopheles funestus sont les vecteurs majeurs de Plasmodium falciparum et de Plasmodium vivax. Anopheles mascarensis, espèce endémique, peut également être un vecteur important. Dans ce contexte, l’objectif premier de ma thèse a été d’approfondir les connaissances sur An. mascarensis à travers une revue. Les données collectées plaident davantage qu’An. mascarensis est un complexe d'espèces et permettent de poser les bases pour une analyse moléculaire ciblée. En parallèle, j’ai contribué à la mise en place de la première plateforme expérimentale de Madagascar pour infecter des anophèles par P. falciparum et P. vivax, afin d’évaluer leur compétence vectorielle. Enfin, en associant entomologie et immuno-parasitologie, nous avons analysé la contribution des vecteurs à la transmission du paludisme dans deux villages adjacents. L’ensemble des travaux réalisés durant de ma thèse contribue à une meilleure connaissance de la diversité de la transmission du paludisme à Madagascar. De plus, la mise en place de la plateforme expérimentale d’infection permettra l’analyse de la compétence des populations d’anophèles vecteurs. / Malaria remains a major health concern in sub-Saharan Africa. The limited number of antimalarial drugs, the emergence of resistances and the lack of an effective vaccine, make vector control the main preventive strategy for this disease. Current methods of vector control aim at limiting or interrupting parasite development in the vector mosquito. It is therefore necessary to improve our understanding on interactions between the Anopheles vector, its environment and the parasite Plasmodium. In Madagascar, Anopheles gambiae s.l. and Anopheles funestus are the major vectors of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax. Anopheles mascarensis, an endemic species, may also be an important vector. In this context, the main objective of my PhD was to deepen the knowledge on An. mascarensis through a review. The data collected indicate that An. mascarensis is a complex of sibling species. I could thus provide the foundation for targeted molecular analysis. In parallel, in order to evaluate their vector competence, I contributed in a major way to the establishment of the first experimental platform of Madagascar to infect anopheline mosquitoes by P. falciparum and P. vivax. Finally, combining entomology and immuno-parasitology, we analysed the contribution of vectors to malaria transmission in two neighbouring villages. All the work done during my PhD contributes to a better knowledge of the diversity of malaria transmission in Madagascar, especially on the effective contribution of the different vector species. In addition, the establishment of the experimental platform for infections will further allow the analysis of the competence of vector Anopheles populations.

En utilisant le concept des fonctions de partition , nous étudions le comportement asymptotique des nombres de Betti gradués des puissances d’idéaux homogènes dans un polynôme sur un corp.Pour un Z-graduer positif, notre résultat principal affirme que les nombres de Betti des puissances est codé par un nombre fini des polynômes. Plus précisément, Z^2 peut être divisé en un nombre fini des régions telles que, dans chacun d’eux, dimk Tor^{S}_{i} (I^t,k)μ est un quasi-polynôme en (μ,t). Ce affine, dans une situation graduée, le résultat de Kodiyalam sur nombres de Betti des puissances dans [33].La déclaration principale traite le cas des produits des puissances d’idéaux homogènes dans un algèbre Z^d -graduée , pour un graduer positif, dans le sens de [37] et il est généralise également pour les filtrations I -good.Dans la deuxième partie, en utilisant la version paramétrique de l’algorithme de Barvinok, nous donnons une formule fermée pour les fonctions de Hilbert non-standard d’anneaux de polynômes, en petites dimensions. / Using the concept of vector partition functions, we investigate the asymptotic behavior of graded Betti numbers of powers of homogeneous ideals in a polynomial ring over a field. For a positive Z-grading, our main result states that the Betti numbers of powers is encoded by finitely many polynomials. More precisely, Z^2 can be splitted into a finite number of regions such that, in each of them, dim_k Tor^{S}_{i} (I^t,k)μ is a quasi-polynomial in (μ,t). This refines, in a graded situation, the result of Kodiyalam on Betti numbers of powers in [33]. The main statement treats the case of a power products of homogeneous ideals in a Z^d -graded algebra, for a positive grading, in the sense of [37] and it is also generalizes to I -good filtrations . In the second part , using the parametric version of Barvinok’s algorithm, we give a closed formula for non-standard Hilbert functions of polynomial rings, in low dimensions.