L'analyse par réseau de co-expression de gènes est un outil entré il y a 15 ans dans l'ensemble des outils disponibles pour l'analyse transcriptomique. En étudiant la variation de synchronisation de l'expression des gènes, cet outil permet de révéler de nouveaux gènes impliqués dans des maladies ou phénotypes dont l'expression seule n'est pas significativement différente. Il est également capable de détecter des groupes de gènes, ou modules, interagissant préférentiellement et sur lesquels il est possible d'effectuer une exploration étendue. Il est ainsi possible d'utiliser des méthodes avec injection de connaissance préalable comme l'enrichissement de gènes ou l'association phénotypique, ou des méthodes guidées par les données comme l'analyse topologique ou la co-expression différentielle. Pourtant, ce type d'analyse reste sous exploitée actuellement par rapport à son potentiel, et notamment dans certaines maladies ou phénotypes où l'altération est une désorganisation du système comme le vieillissement. Afin de faciliter à tout chercheur l'emploi de cette méthode, un progiciel R disponible sur Bioconductor et nommé GWENA a été développé. Organisé comme un pipeline d'analyse simplifié et allant de la construction du réseau jusqu'à l'aide à l'interprétation des modules entre différentes conditions, c'est également le seul pipeline actuel à intégrer la co-expression différentielle. Pour assister l'utilisateur, il comprend de nombreux avertissements sur l'intégrité des données rentrées et sur la plausibilité des résultats. Afin d'éviter de devoir recourir à d'autres logiciels, il contient également un système de visualisation des réseaux. Enfin, GWENA est un outil dont l'architecture modulaire lui permettra d'évoluer avec le temps. L'efficacité de GWENA a été démontrée dans une première étude du vieillissement du muscle squelettique humain où un sous ensemble de gènes a été priorisé pour l'étude de la sarcopénie. Il a également permis de préciser une topologie du réseau spécifique du vieillissement et observée auparavant : la perte de connectivité du réseau, ou déconnexion. En effet, parallèlement à la déconnexion, il a été constaté grâce à GWENA une reconnexion locale située au niveau des gènes pivots. Pour étudier cette topologie à large échelle, l'analyse a été répétée sur un ensemble élargi de tissus humains. Par un recoupement des modules différentiellement exprimés, des phénomènes communs du vieillissement entre tissus sont apparus ainsi que des phénomènes spécifiques à certains tissus. L'analyse topologique, notamment de la déconnexion, des gènes inclus dans ces recoupements pour deux exemples, un phénomène commun et un phénomène spécifique, a à son tour permis la priorisation de gènes encore mal étudiés ou inconnus dans ces phénomènes. En finalité, les travaux présentés au cours de cette thèse auront amené à la création d'un outil utile à la communauté de biologistes comme bio-informaticiens pour faciliter l'accès à une analyse à a haut potentiel dans l'analyse du vieillissement et toute autre condition, notamment celles axées sur la dérégulation de l'expression systémique. / Gene co-expression network analysis is a tool that entered the transcriptomics analysis toolbox 15 years ago. By studying the variation in the synchronization of gene expression, this tool can reveal new genes involved in diseases or phenotypes whose expression alone is not significantly different. It is also able to detect groups of genes, or modules, that interact preferentially and on which it is possible to carry out an extended exploration. It is therefore possible to use knowledge-driven methods such as gene enrichment or phenotypic association, or data-driven methods such as topological analysis or differential co-expression. Nevertheless, this type of analysis is currently under-exploited compared to its potential, especially in certain diseases or phenotypes where the alteration is a disorganization of the system such as aging. In order to facilitate the use of this method by any researcher, an R software package available on Bioconductor and named GWENA has been developed. Organized as a simplified analysis pipeline from the construction of the network to the interpretation of the modules between different conditions, it is also the only current pipeline to integrate the differential co-expression. To assist the user, it includes numerous warnings about the integrity of the data entered and the plausibility of the results. In order to avoid having to use other software, it also contains a network visualization system. Finally, GWENA is a tool whose modular architecture allows it to evolve overtime. The effectiveness of GWENA has been demonstrated in a first study of human skeletal muscle aging, where a subset of genes was prioritized for the study of sarcopenia. It also allowed to clarify a network topology specific to aging and previously observed: the loss of network connectivity, or disconnection. Indeed, in parallel to the disconnection, a local reconnection located at the level of hub genes was observed thanks to GWENA. To study this topology on a large scale, the analysis was repeated on an extended set of human tissues. By cross-referencing differentially expressed modules, common aging phenomena between tissues were identified as well as tissue-specific phenomena. Topological analysis, including disconnection, of the genes included in these overlaps for two examples, a common and a specific phenomenon, in turn allowed the prioritization of genes still poorly studied or unknown in these phenomena. Overall, the work presented in this thesis will have led to the creation of a useful tool for the community of biologists as bioinformaticians to facilitate access to a high-potential analysis in the analysis of aging and any other condition, especially those focused on the deregulation of systemic expression.

Contexte. L’augmentation du nombre de personnes âgées inuit est un phénomène récent dans les communautés nordiques et crée de nouveaux défis socio sanitaires. Cependant, les connaissances sur les déterminants sociaux (DSS) du vieillissement en bonne santé des populations inuit sont limitées. La définition inuit de la santé est holistique et géographique : la santé est créée par les interactions entre les individus et leur environnement. Cette dimension géographique est centrale pour comprendre comment les DSS favorisent un vieillissement en bonne santé, mais est rarement incluse dans les modèles de DSS inuit. Ma thèse de doctorat a pour but de conceptualiser et d’opérationnaliser un modèle des déterminants sociogéographiques du vieillissement en bonne santé dans les communautés inuit. Trois objectifs de recherche sont poursuivis : 1) conceptualiser, opérationnaliser et valider le concept de santé pour les Inuit âgés de 50 et plus ; 2) identifier les DSS à l’échelle individuelle, du logement et de la communauté associés à un vieillissement en bonne santé ; et 3) explorer la dimension géographique dans les mécanismes connectant les DSS au vieillissement en bonne santé. Méthodes. Cette thèse a été réalisée avec une méthodologie mixte et un devis exploratoire et explicatif. Les données qualitatives utilisées pour conceptualiser la définition de la santé proviennent d'ateliers organisés dans deux communautés du Nunavik en 2016. Des analyses de classes latentes ont été réalisées avec les données de l'Enquête auprès des peuples autochtones de 2006 (n = 850 Inuit ≥ 50 ans) pour opérationnaliser la définition de la santé en un indicateur holistique de santé. Les associations entre l’indicateur de santé holistique et les DSS mesurés aux échelles, individuelle, du logement et de la communauté ont été modélisées avec des régressions multinomiales. Une collecte de données a été réalisée à Baker Lake, Nunavut, à l'aide d'entretiens approfondis et d'un groupe de discussion auprès de 20 participants âgés de 50 à 86 ans pour explorer la dimension géographique des DSS et comprendre les mécanismes les connectant à la santé. Des analyses thématiques ont été réalisées sur ces données. Résultats. La santé était définie avec huit concepts : la santé générale, les limitations physiques, la santé mentale, la spiritualité, les comportements de santé, parler inuktitut, avoir des relations positives et de l’affection. Un indicateur de santé holistique à trois catégories a été créé avec les analyses de classes latentes : les participants en « bonne santé » pour tous les indicateurs, ceux ayant un profil de « santé intermédiaire » et les participants en « mauvaise santé » pour la plupart des indicateurs. Les associations entre l'indicateur de santé holistique et les DSS aux échelles individuelle, du logement et de la communauté étaient différentes pour les trois profils de santé. Par rapport à ceux ayant un profil de mauvaise santé, les personnes âgées inuit en bonne santé avaient plus de chance d'avoir de forts liens familiaux dans la communauté et de participer à des activités sociales. Celles ayant un profil de santé intermédiaire avaient plus de chances de vivre dans une communauté avec un statut socio-économique élevé et dans des logements en meilleures conditions. Les participants de ces deux profils étaient plus susceptibles que ceux en mauvaise santé d’avoir participé à des activités sur le territoire au cours de la dernière année. Les mécanismes géographiques liant les DSS au vieillissement en bonne santé ont été identifiés lors des entrevues et d’un groupe de discussion avec des aînés à Baker Lake. Des activités familiales et communautaires favorisaient les relations sociales positives et les connections symboliques au territoire, notamment le partage de nourriture traditionnelle. Des conditions de logement et des services communautaires adaptés à la santé des personnes âgées permettaient aux ainés de vieillir dans leur communauté. Des moyens de transports et d’informations adaptés étaient des facteurs facilitant l’accès aux ressources favorables à la santé entre les échelles du logement, de la communauté et du territoire. Conclusion. La dimension géographique des DSS conceptualisée dans cette thèse est centrale pour comprendre comment ces déterminants sociogéographiques influencent le vieillissement en bonne santé. Ces connaissances sont nécessaires pour guider l’élaboration et l’implémentation des politiques et des programmes sociaux et de santé adaptés au contexte de vieillissement en bonne santé dans les communautés inuit. / Background: The aging of the Inuit population is a new phenomenon creating new and unique social and health challenges across the Arctic. There is relatively limited evidence about the health profile and the social determinants of health (SDH) for Inuit elders. The definition of Inuit health is holistic, and is anchored in a geographical dimension such that health is created through interactions between people and the land. This geographic dimension is central to understand the role of SDH in supporting healthy aging, yet are seldom included in Inuit SDH models. The overall aim of my doctoral thesis is to conceptualize and operationalize a model of the sociogeographic determinants supporting healthy aging in Inuit communities. This model is built in coherence with Inuit’s definition of health which is The thesis follows three research objectives: 1) to conceptualize, operationalize and validate the concept of health for older Inuit aged 50 years and over; 2) to identify social determinants of health (SDH) at the individual, housing, and community levels associated with healthy aging; and 3) to explore the geographical dimension of the mechanisms connecting the social determinants to healthy aging. Methods: This thesis employs a mixed-methods exploratory and explanatory research design. Qualitative data used to conceptualize the definition of health for Inuit elders were retrieved from workshops conducted in two Nunavik communities in 2016. Using quantitative data from the 2006 Aboriginal Peoples Survey (APS) (n = 850 Inuit ≥ 50 years), latent class analyses was then used to operationalize the definition of health into a holistic indicator health. Associations between this indicator and selected SDH at the individual, housing and community scales were modelled using multinomial regressions. To further explore the geographical dimension of the SDH, and to understand the mechanisms linking the SDH to health, in-depth interviews and one focus groups with 20 participants aged 50 to 86 were conducted in Baker Lake, Nunavut. Thematic analyses were conducted on the data. Results: Health was defined along eight concepts: overall health, physical limitations, mental health, spirituality, health behaviours, speaking Inuktitut, having positive relationships, and affection. A three-category holistic health indicator was created from the latent class analysis: participants in “good health” for all indicators, those with an “intermediate health” profile, and participants in “poor health” for most indicators. Associations between the holistic health indicator and SDH at individual, housing and community scales were different for the three health profiles. Compared to those with a poorer health profile, older adults with a good health profile were more likely to have strong family ties in the community and to participate in social activities. Older adults with an intermediate health profile were more likely to live in a community with a higher socio-economic status, to live in better housing conditions. In comparison to older adults with a poorer health profile, those with good or intermediate health profiles were more likely to have engaged in land-based activities in the past year. The geographic mechanisms linking the SDH to healthy aging emerged through interviews and focus group with elders in Baker Lake. Family and community activities promoted positive social relationships and symbolic connections to the land, including the sharing of traditional food. Housing conditions and community services adapted for elders’ health offered the possibility to age in place, i.e., in one’s home and community. Adapted transportation and information systems were identified as facilitating factors to access resources supportive for health at the residential, community and environmental levels. Conclusion. The geographic dimension of SDH conceptualized and operationalized in this thesis is important to understand how sociogeographic determinants influence the health of Inuit elders. This type of information is needed to guide the formulation and implementation of social and public health policies and programs to support healthy aging across Inuit communities

Des études observationnelles ont suggéré que l'utilisation de benzodiazépines pourrait augmenter le risque de démence ou de déclin cognitif. Le présent travail vise à évaluer l'association entre l'exposition aux benzodiazépines et l'incidence de démence, de maladie d'Alzheimer et d'atteintes cognitives sans démence, à partir des données des trois phases de l'Étude sur la santé et le vieillissement au Canada. Les résultats révèlent que l'exposition aux benzodiazépines est associée à un risque significativement élevé d'altérations cognitives mais ne suggèrent pas d'association avec le risque de démence. Les mécanismes par lesquels les benzodiazépines pourraient induire un déclin cognitif devraient être explorés plus profondément. / Several observational studies suggested that the use of benzodiazepines could increase the risk of dementia or cognitive decline. The present work aims to evaluate the association between exposure to benzodiazepines and the incidence of dementia, Alzheimer's disease and cognitive impairment ‒ not dementia using data from the three phases of the Canadian Study of Health and Aging. Results showed that the exposure to benzodiazepines is significantly associated with a higher risk of cognitive impairment but did not suggest any association with the risk of dementia. The mechanisms by which benzodiazepines possibly induce cognitive decline should be explored further.

La présence de douleur ressentie au niveau des hanches est une problématique musculosquelettique fréquemment rencontrée chez les individus de 45 ans et plus. Très souvent, ces douleurs sont associées à l'arthrose, spécifiquement la coxarthrose chez les femmes. La coxarthrose est une maladie dégénérative chronique de l'articulation de la hanche qui représente l'une des causes la plus fréquente de douleur et d'incapacité fonctionnelle chez les individus âgés. La prévalence de cette dégénérescence articulaire peut atteindre 8,3% chez l'homme et 11,1% chez la femme en Amérique du Nord. Toutefois, peu d'études ont été réalisées permettant de tracer un profil de mesures physiques et fonctionnelles chez les femmes vieillissantes atteintes d'arthrose à la hanche exclusivement. L'objectif de cette étude est donc de dresser un portrait global à partir de ces mesures chez les femmes âgées de 45 à 64 ans présentant des douleurs aux hanches. À partir d'une étude transversale diagnostique, 21 femmes âgées entre 45 et 64 ans ont réalisé différents tests physiques (lever de chaise, marche d'escalier) et fonctionnels (équilibre, TUG, 6MWD) ainsi qu'un questionnaire sur la douleur (Lequesne). Les femmes ont été classée en deux groupes expérimentaux pour des comparaisons descriptives et analytiques : 1) femmes avec un indice de douleur ≥ 10 selon l'indice algofonctionnel de Lequesne; et 2) femmes avec un indice de douleur ≤ 9 (groupe contrôle). Les deux groupes ont été comparés par des tests indépendants en fonction des analyses de corrélations entre les mesures employées. Les résultats de cette étude ont révélé que les femmes qui rapportaient présenter des douleurs aux hanches importantes avaient davantage de difficulté à exécuter les tâches fonctionnelles telles la montée d'escalier (p = 0.001), la vitesse de marche (p = 0,003) et, dans une moindre mesure, l'équilibre (p = 0,03 à 0,68). En conclusion, les douleurs aux hanches ont impliqué une certaine limitation physique et fonctionnelle chez les femmes évaluées.

La réfrigération est le mode de conservation couramment utilisé pour diminuer les pertes de produits végétaux. Cependant, certains produits végétaux comme la tomate ne tolèrent pas les basses températures. Des méthodes alternatives de conservation doivent être développées. Les champs magnétiques ont démontrés des effets désirables comme la promotion de la germination de graines et la stimulation de la croissance de plantes. L’objectif est d’étudier l’effet des champs magnétiques statiques sur les comportements de mûrissement et de sénescence des tomates. Les tomates exposées au champ magnétique étaient suivies pour plusieurs paramètres de mûrissement et sénescence (couleur, texture, intégrité de la membrane), résistance à la maladie et résistance à la blessure au froid. Nos résultats ne montrent pas d’effet des champs magnétiques sur le mûrissement et la sénescence des tomates. Les doses ainsi que la nature du champ magnétique utilisées pourraient être modifiées afin d’obtenir une interaction avec le métabolisme post-récolte de la tomate.

Le déclin des fonctions cognitives associé au vieillissement et à la maladie d'Alzheimer est une préoccupation grandissante de santé publique. L'élaboration de stratégies thérapeutiques visant à maintenir les capacités cognitives repose sur l'étude des multiples déficits comportementaux associés au vieillissement dans des modèles animaux ou transgéniques de la maladie d'Alzheimer. Afin d'identifier les substrats de ces déclins cognitifs nous avons évalué les performances cognitives frontales dépendantes de rats âgés ainsi que de souris transgénique de la maladie d'Alzheimer. Notre analyse a révélé, dans une sous-population de rats âgés, l'émergence de comportements exploratoires stéréotypés, de déficits de mémoire en corrélation avec une perte d'épine dendritique « minces » concomitante à une augmentation de l'activité inhibitrice. À l'opposé les rats âgés résilients présentent une augmentation spécifique des entrées synaptiques excitatrices au niveau de la couche pyramidale 2/3 du cortex préfrontal. Ces changements semblent sous-tendus par un changement d'association de protéine trans-synaptique de la famille des Neuroligin. Au-delà des troubles de la mémoire, la maladie d'Alzheimer se caractérise aussi par nombre de déficits comportementaux, tels que des troubles de l'humeur et des changements de la personnalité, anxiété ou agressivité. Nous démontrons l'existence de troubles du comportement social semblables à ceux observés chez l'être humain. De plus nos travaux démontrent l'existence d'un dimorphisme comportementale se reflétant au niveau synaptique. Nous avons ainsi pu révéler une association temporelle entre une hyperactivité synaptique et les phases de désinhibition sociale. Enfin et compte tenu de la similarité des changements sociaux observés avec ceux associés à certaines maladies neuropsychiatriques, nous avons réprimé l'activité de PAK (p21-activated kinase) une protéine impliquée dans la maturation synaptique. Nos résultats suggèrent un rôle de cette protéine dans les processus de phosphorylation de tau dans la maladie. Nos résultats éclairent sous un nouveau jour les changements synaptiques associés aux déclins cognitifs lors au vieillissement et de la maladie d'Alzheimer. / The cognitive decline associated with aging and Alzheimer's disease is a growing concern for public health. The development of therapeutic strategies to maintain cognitive abilities requires proper assessment of the multiple behavioral deficits associated with in animal models of aging as well as of transgenic model of Alzheimer's disease. To identify substrates of these cognitive declines we evaluated the frontal dependent cognitive performance of aged rats and of transgenic mice model of Alzheimer's disease. Our analysis revealed in a subpopulation of aged rats the emergence of abnormal stereotyped exploratory behavior and memory deficits both correlated with a loss of "thin" dendritic spine concomitant with an increase in the synaptic inhibitory tone. In contrast, aged rats resilient to such behavioral impairments exhibit a specific increase in excitatory synaptic inputs at the pyramidal layer 2/3 of the prefrontal cortex. These changes seem underpinned by a change of association of trans-synaptic protein of the Neuroligin family. Beyond memory impairment, Alzheimer's disease is also characterized by many behavioral deficits, such as mood disorders and personality changes, anxiety, aggression, disinhibition. Here we report social behavior alterations similar to those observed in humans. Furthermore our work demonstrates the existence of a behavioral dimorphism reflected at the synaptic level. Indeed we were able to reveal a temporal association between background synaptic hyperactivity and phases of social disinhibition. Finally given the significant synaptic changes observed in Alzheimer's disease, and given the similarity of the social changes observed in certain developmental and neuropsychiatric diseases, we genetically downregulated in a transgenic model of Alzheimer's disease the activity of PAK (p21 activated kinase), a protein involved in actin reorganization and synaptic maturation. Our results suggest for the first time a role of this protein in the process of phosphorylation of tau in the disease. Our findings shed new light on synaptic changes associated with cognitive decline in aging and Alzheimer's disease.

La voie de signalisation insuline/IGF-1 est l'un des déterminants du vieillissement et des maladies liées au vieillissement. IGF binding protéine 2 (IGFBP2) est sécrétée par les adipocytes blancs. De plus, la surexpression d'IGFBP2 chez la souris améliore la sensibilité à l'insuline, et une étude récente a montré que IGFBP2 contribue fortement à l'effet bénéfique de la leptine sur le métabolisme du glucose. Cependant, les niveaux d'expression d'IGFBP2 dans les conditions de résistance à l'insuline, et les facteurs physiologiques et moléculaires qui contrôlent les niveaux de IGFBP2 dans ce contexte ne sont pas bien établis. Le travail présenté dans cette thèse montre que dans le tissu adipeux blanc viscéral (vWAT), mais non le sous-cutané, les niveaux d'ARNm d'IGFBP2 étaient significativement plus faible chez les souris âgées ainsi que dans des modèles génétique (ob/ob, db/db) nutritionnels d'obésité comparés à ceux de leurs témoins jeunes et maigres. Chez la souris, l'expression d'IGFBP2 dans le vWAT était significativement associée au taux d'IGFBP2 circulants, ce qui suggère une contribution importante de ce tissu. L'effet négatif du vieillissement sur le taux d'ARNm d'IGFBP2 dans le vWAT a été confirmé chez les hommes obèses. Ces résultats démontrent que la transcription du gène IGFBP2 est modulée de façon dépôt spécifique chez les souris et les hommes. Nous avons également démontré que l'insuline augmente significativement l'expression d' IGFBP2 dans les adipocytes 3T3L1. Cet effet a été fortement réduit dans les adipocytes insulino-résistants. Le co-traitement avec la wortmannine et la rapamycine diminue les effets de l'insuline, ce qui suggère la contribution de la PI3K et de mTOR dans la stimulation d'IGFBP2 par l'insuline. En outre, les niveaux d'ARNm d'IGFBP2 étaient considérablement augmentés lorsque les adipocytes étaient invalidés pour les gènes TORC2 ou 4EBP1, qui sont les régulateurs en aval de la voie de signalisation de l'insuline. L'incubation des adipocytes avec de l'insuline a déclenché le recrutement de C/EBPa à la région proximale du promoteur IGFBP2, malgré l'absence d'impact notable sur les niveaux de C/EBPa per se. Ces résultats indiquent que la voie de signalisation de l'insuline régule la transcription d'IGFBP2. Puisque les niveaux d'IGFBP2 sont positivement corrélés avec la sensibilité à l'insuline, les méthodes pour accroître la production d'IGFBP2 par cette voie pourraient améliorer les caractéristiques associées au syndrome métabolique. Nous avons exploré cette possibilité dans un contexte clinique, dans lequel nous avons quantifié les taux d'IGFBP2 circulants par ELISA chez les patients obèses ayant perdu du poids et de la graisse corporelle, soit par une chirurgie de diversion biliopancréatique (DBP), ou par les changements de mode de vie (régime alimentaire et exercice physique modéré). Dans les deux cas, les niveaux circulants d'IGFBP2 ont été fortement augmenté par ces interventions. Par ailleurs, les niveaux d'IGFBP-2 étaient corrélés positivement avec la sensibilité à l'insuline et de cholestérol HDL. Ces résultats suggèrent l'implication d'IGFBP2 dans l'amélioration de la sensibilité à l'insuline et dans le métabolisme lipidique. Nous suggérons qu'IGFBP2 est un facteur critique qui est entre autre produit par le tissu adipeux en fonction de la résistance à l'insuline, et que la stimulation de son expression est associée à des effets favorables sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose et l'accumulation de masse grasse.

Parmi les théories évolutives du vieillissement, la théorie du soma-jetable (SJ) de Thomas B.L. Kirkwood (1977) et Robin Holliday (Kirkwood et Holliday 1979) propose l'hypothèse d'un compromis optimal de l'allocation énergétique entre les différentes fonctions de l'organisme, conformément à la signature adaptative pour la survie de l'espèce. Le compromis est celui d'un maintien des processus reproductifs au détriment de la régénérescence des cellules somatiques. Cela occasionne au niveau moléculaire une perte de fidélité de la réplication des cellules, d'où s'ensuit une accumulation des dommages dont l'explication requiert la considération de plusieurs mécanismes. Dans cette perspective, le vieillissement est conçu comme un produit dérivé de l'évolution des organismes multicellulaires et non comme un trait adaptatif. Parallèlement, les recherches en sciences de la nutrition ont permis d'observer que les effets métaboliques obtenus par la restriction calorique (RC) sont des facteurs conséquents sur le ralentissement des mécanismes promoteurs des dommages et des effets du vieillissement. Ce mémoire a pour objectif d'examiner les implications épistémologiques de la conciliation des hypothèses de la restriction calorique et des régimes diététiques avec les théories du vieillissement. Un examen détaillé s'appuyant sur la construction d'un modèle d'histoire de vie d'une espèce permettra de comprendre comment il est possible d'intégrer l'hypothèse de la restriction calorique au sein de la théorie du soma-jetable (Shanley et Kirkwood, 2000). Cependant, nous soulignerons les limites épistémiques du modèle d'histoire de vie basé sur l'allocation énergétique à partir d'observations en laboratoire, considérant la complexité du vieillissement d'un point de vue phylogénétique et de l'alimentation de l'organisme en milieu naturel. L'analyse de l'intégration des modèles explicatifs des effets nutritionnels sur la longévité dans une théorie évolutive nous permet de mettre en lumière l'importance d'articuler les explications en biologie fonctionnelle et évolutive, de même qu'un pluralisme intégratif pour l'intelligibilité du phénomène du vieillissement. / Among the evolutionary theories of aging, the Disposable Soma Theory (DST) of Thomas BL Kirkwood (1977) and Robin Holliday (Kirkwood and Holliday 1979) proposes the hypothesis of an optimal trade-off of the energy allocation between the different functions of the organism, in accordance with the adaptive signature for the survival of the species. The trade-off is that of maintaining reproductive processes to the detriment of the regeneration of somatic cells. At the molecular level, this causes a loss of fidelity in cell replication, resulting in an accumulation of damage, the explanation of which requires the consideration of several mechanisms. In this perspective, aging is conceived as a by-product of the evolution of multicellular organisms and not as an adaptive trait. At the same time, research in nutritional sciences has made it possible to observe that the metabolic effects obtained by caloric restriction (CR) are significant factors in slowing down the mechanisms of aging. This thesis aims to examine the epistemological implications of hypotheses considering caloric restriction and dietary regimes in theories of aging. A detailed examination based on the construction of a life history model of a species will make it possible to understand how we can integrate the caloric restriction hypothesis within the disposable soma theory (Shanley and Kirkwood, 2000). However, we will underline the epistemic limits of the life history model based on energy allocation from laboratory observations, considering the double complexity of aging from a phylogenetic point of view and the feeding of the organism in wild environment. The analysis of the integration of explanatory models of nutritional effects on longevity in an evolutionary theory allows us to highlight the importance of articulating explanations in functional and evolutionary biology, as well as an integrative pluralism for the intelligibility of the phenomenon of aging.

Le vieillissement, normal ou pathologique, s’accompagne de déficits marqués de la mémoire épisodique et de la mémoire de travail. Dès lors, est-il possible d’optimiser l’apprentissage moteur en s’appuyant sur d’autres registres de mémoire éventuellement moins affectés, voire épargnés, par les effets du temps ? Dans les trois expériences que nous avons menées, la prédominance d’un registre de mémoire sur un autre a été manipulée en contrastant les effets, lors de la réalisation de 160 essais d’une tâche sensorimotrice (le putting au golf), de deux méthodes distinctes d’apprentissage : la méthode en condition d’erreurs fréquentes supposée solliciter les processus mnésiques déclaratifs (mémoire épisodique et mémoire de travail) vs la méthode en condition d’erreurs peu fréquentes supposée solliciter les processus mnésiques procéduraux. Dans l’Étude 1, nous avons testé, chez des adultes jeunes et âgés, l’efficacité de ces méthodes et la nature des processus en jeu lors de la réalisation simultanée d’une tâche secondaire coûteuse en attention. Dans l’Étude 2, nous avons comparé les performances motrices entre des adultes jeunes, plus âgés, et des patients Alzheimer. Dans l’Étude 3, nous avons évalué les effets de la verbalisation des actions motrices produites durant l’apprentissage sur les processus mnésiques sous-tendant la performance motrice d’adultes jeunes et plus âgés. Les résultats de l’Étude 1 montrent que l’apprentissage est affecté par le vieillissement lorsque prédominent les processus déclaratifs mais qu’il est préservé des effets du temps lorsque prédominent les processus procéduraux. Les résultats de l’Étude 2 démontrent que l’apprentissage est préservé des effets de la maladie d’Alzheimer lorsque prédominent les processus procéduraux. Les résultats de l’Étude 3 révèlent que la verbalisation affecte les processus déclaratifs mais n’a pas d’effet sur les processus procéduraux chez les adultes jeunes et qu’elle n’a aucun effet sur ces deux types de processus chez les adultes plus âgés. Ces résultats attestent qu’il est possible de « contourner » la mémoire déclarative et les déficits survenant avec l’âge ou avec la maladie en s’appuyant sur une mémoire procédurale intacte, ce qui a pour effet d’optimiser l’apprentissage moteur. / Normal or pathological aging is characterized by specific deficits in episodic and working memories. Therefore, is it possible to optimize motor learning with advancing age, by utilizing other memory processes hypothesized to be less affected or even spared from aging? We conducted three experiments in which the predominance of one memory system over another was manipulated by contrasting the effects, across 160 trials of a sensorimotor task (golf putting), of two different learning methods: the infrequent-error method hypothesized to primarily rely upon declarative memory vs. the frequent–error method hypothesized to primarily rely upon procedural memory. In Experiment 1, we tested in young and older adults the efficiency of these methods and the nature of processes involved when a secondary, attention-demanding task was performed concurrently. In Experiment 2, we compared the motor performance between young and older adults and Alzheimer patients. In Experiment 3, we assessed the effects of verbalizing previous motor actions produced during learning on processes underlying young and older adults’ motor performance. The results of Experiment 1 showed that learning is affected by aging when declarative processes are predominant but is protected from advancing age when procedural processes are predominant. The results of Experiment 2 demonstrated that learning is preserved from Alzheimer’s disease when procedural processes are predominant. The results of Experiment 3 revealed that verbalization affects declarative processes but has no effect on procedural processes in young adults, and that it has no effect on these two types of processes in older adults. Altogether, these results show that “bypassing” declarative memory and its deficits occurring with advancing age or disease is doable by utilizing intact procedural memory, thus leading to an optimized motor learning.

Le premier objectif du projet HYBUS est d'intégrer un système de stockage par supercondensateurs dans un trolleybus permettant la récupération de son énergie de freinage afin d'assurer la continuité de l'alimentation des systèmes électriques embarqués. A terme un système de stockage plus conséquent est prévu pour permettre au trolleybus une autonomie de quelques mètres. Notre travail étudie la durée de vie de ce système. Plusieurs tests de vieillissement accéléré sur les supercondensateurs ont été mis en place au laboratoire AMPERE. Ces essais ont mis en évidence que le cyclage engendrait une forte accélération de la diminution de la capacité et de l'augmentation de la résistance série. Cependant, ces variations sont partiellement réversibles lors des phases de repos où une régénération s'opère. Une méthode se basant sur les dégradations observées en cours d'utilisation et les dégradations demeurant après régénération, a permis une mise en équation de l'évolution des paramètres internes des supercondensateurs. Un test d'endurance de systèmes complets de stockage a aussi été réalisé au laboratoire. Les résultats expérimentaux montrent une hétérogénéité du vieillissement due à l'existence d'importants gradients de température entre les composants. De ce fait, une nouvelle méthodologie d'équilibrage visant à égaliser les durées de vie de chacun des supercondensateurs a été mise au point. L'étude a donc contribué à une meilleure compréhension et évaluation du vieillissement des supercondensateurs dans le but d'améliorer la durée de vie de système de stockage de ce type. Une méthode est proposée pour estimer les dégradations en fonction des facteurs majeurs du vieillissement.