Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This work provides new constraints on the development and on the distribution of the deformation in the upper mantle and particularly beneath transform plate boundaries. USArray experiment and the remarkable increase of the dataset in California for the past ten years allowed us to scrutinize the lateral variations of the anisotropy in the vicinity of the San Andreas Fault zone. We have confirmed and increased the detection of two layers of anisotropy beneath this plate boundary. The first layer, located in the lithosphere, is related to the deformation induced at the fault, and the other one, located in the asthenosphere, is coherent with the anisotropy observed far from it, its origin is however less clear. We show that the deformation zone associated both to the San Andreas, Calaveras and Hayward Faults, is likely 40 km wide at 70 km depth. We then performed numerical thermomechanical modeling (ADELI) of the displacement of a transform plate boundary associated with the computation of the development of crystallographic fabrics using a viscoplastic selfconsistent approach (VPSC). We analyzed the distribution of the deformation in the model ant looked after the possible interactions at depth between deformation caused at surface by the strike-slip dynamic of the fault and the shearing at the base of the lithosphere caused by the horizontal displacement of the plates. Elastic properties derived from the crystallographic fabrics modeled, show that such interactions exist and induce, beneath the fault zone, a progressive rotation of the crystallographic fabrics with depth. Seismological signature of these smooth rotations is however not relevant with the presence of two anisotropic layers as proposed beneath California. We thus consider that a decoupling zone exists between the lithosphere and the asthenosphere beneath the California to account for the sharp separation between a lithospheric and an asthenospheric deformation. We furthermore estimate that anisotropy observed far form the San Andreas Fault in California cannot be explained only by the drag of the asthenosphere by the North America lithosphere as proposed in our article. Indeed, we can only expect few tenths of second of splitting delay from the anisotropic properties derived from the numerical modeling of a plate moving in the same direction and in the same velocity than the North American lithosphere only for 10 Ma of displacement. As delays observed in California rather reach 1.5 s, anisotropy in this region thus requires the existence of an active asthenospheric flow to be explained.
Le travail réalisé pendant cette thèse a permis d'apporter de nouvelles contraintes sur le développement et la distribution de la déformation dans le manteau supérieur et plus particulièrement au niveau des grandes limites de plaques décrochantes. Grâce à l'apport de l'expérience USArray et d'une dizaine d'années d'enregistrements sismologiques supplémentaires, nous avons pu étudier, de manière précise, les variations d'anisotropie dans le voisinage de la Faille de San Andreas. Nous avons confirmé et étendu l'observation de deux couches anisotropes sous cette limite de plaque. On y observe une première couche localisée dans la lithosphère marquant la déformation induite à la limite de plaque, et une autre, asthénosphérique, cohérente avec l'anisotropie observée loin de la faille et d'origine plus discutée. Nous avons montré que la zone de déformation associée aux failles de San Andreas, Calaveras et d'Hayward a, vraisemblablement, une largeur d'au moins 40 kilomètres en base de lithosphère, sous chacune de ces failles. Nous avons ensuite procédé à la modélisation thermomécanique (ADELI) de la migration d'une limite de plaques décrochante couplée à une modélisation du développement de fabriques cristallographiques par une approche viscoplastique auto-cohérente (VPSC). Ceci nous a permis d'y observer le développement de la déformation et les conséquences des possibles interactions entre la déformation décrochante en surface et le cisaillement en base de lithosphère dû au déplacement horizontal des plaques. Les propriétés élastiques déduites des fabriques cristallographiques modélisées montrent que de telles interactions existent et provoquent, sous la limite de plaques, une rotation des orientations cristallographiques avec la profondeur. Le signal associé à ces rotations progressives n'est toutefois pas cohérent avec la présence de deux couches d'anisotropie comme proposée sous la faille de San Andreas. Nous pensons par conséquent qu'il existe, sous la Californie, une zone de découplage entre la lithosphère et l'asthénosphère, permettant d'individualiser une déformation lithosphérique d'une déformation asthénosphérique. Nous estimons, en outre, que l'anisotropie observée dans l'asthénosphère sous la Californie ne peut être expliquée seulement par le cisaillement induit par le déplacement de la lithosphère Nord Amérique. En effet, les propriétés anisotropes obtenues par modélisation à partir d'une plaque se déplaçant dans une direction et une vitesse proche de celle de la plaque Amérique du Nord montrent qu'on ne peut espérer guère plus que quelques dixièmes de seconde de délai au bout de 10 Ma de déplacement. Les déphasages mesurés en Californie étant de l'ordre de 1,5 s, il est donc nécessaire d'invoquer la présence d'écoulements mantelliques actifs sous cette région.
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Résumé : L'agriculture actuelle est impliquée dans de multiples problématiques environnementales, sociales et économiques, aux échelles locales et globales. En agronomie, de nombreux travaux à l'échelle du champ et de l'exploitation visent aujourd'hui à concevoir des systèmes de culture et des systèmes de production en lien avec ces problématiques. En revanche, peu de travaux portent sur la conception et l'évaluation de systèmes agricoles à l'échelle du territoire, alors que cette échelle apparaît pourtant incontournable pour faire face à des enjeux de développement durable. Pour combler ce manque, nous proposons un ensemble méthodologique permettant i) de simuler les conséquences de scénarios de politiques agricoles sur les choix d'assolement des agriculteurs, décrits individuellement, en modélisant l'évolution de leurs système de production et ii) d'évaluer l'impact de ces changements d'assolements à l'échelle du territoire, à l'aide d'indicateurs qui apportent de l'information spatiale sur la contribution de l'agriculture au développement durable. L'ensemble méthodologique proposé débute par la construction d'une typologie des exploitations agricoles du territoire sur la base de la similarité de leur assolement. Parallèlement, l'adaptation d'indicateurs à l'échelle du territoire permet d'évaluer les impacts des externalités des systèmes de culture en mobilisant des procédures de changements d'échelles. Un modèle bioéconomique générique, multi-échelle, spatialement explicite, appelé MOSAICA, qui utilise la typologie et les indicateurs d'impact de l'agriculture à l'échelle régionale, est créé pour produire des mosaïques de systèmes de culture et évalue leur contribution au développement durable du territoire. Ce modèle, couplé à un itinéraire de définition de scénarios exploratoires et normatifs permet de tester l'impact de différents types de leviers agronomiques, socio-économiques, environnementaux, organisationnels et techniques sur les choix des exploitants et in fine sur la contribution de la mosaïque de systèmes de culture au développement durable du territoire. Nous avons appliqué cet ensemble méthodologique à la conception de scénarios de développement agricoles durables en Guadeloupe. Nous avons dans un premier temps développé une typologie des systèmes de production comprenant huit types distincts et relevant de processus décisionnel différents. Puis nous avons adapté à l'échelle du territoire 19 indicateurs pour l'évaluation des mosaïques de systèmes de culture. L’évaluation de la mosaïque actuelle nous a permis de repérer de faibles niveaux de contribution aux enjeux d’autonomie alimentaire et énergétique. Différents scénarios normatifs et exploratoires intégrant des leviers de changement de la mosaïque ont été testés avec MOSAICA. Les évaluations réalisées nous ont permis d'identifier que des leviers agronomiques comme le développement du maraîchage sans intrants chimiques et des leviers sociaux comme la formation de main-d'oeuvre supplémentaire permettraient d'améliorer la contribution de l’agriculture au développement durable du territoire Guadeloupéen. La modélisation mécaniste de l’évolution du territoire agricole permet d'intégrer des connaissances sur la localisation, les performances, les impacts des systèmes de culture et sur les processus décisionnels des exploitants régissant l’orientation productive et le fonctionnement des exploitations. Cette démarche permet de visualiser les changements de système de culture et leurs impacts de manière spatialement explicite, ce qui permet de générer des connaissances sur les leviers susceptibles de faire évoluer positivement l'agriculture du territoire. La démarche et les outils mis en oeuvre sont donc particulièrement utiles pour l'aide à la décision publique pour améliorer la durabilité de l'agriculture dans son ensemble.
Current agricultural systems are responsible for many different environmental, social and economic issues at both local and global scales. Agricultural sciences have contributed to the design of several methods at the farm and field scale in order to prototype cropping systems and farming systems to address these issues. However, few methods have been designed at the regional scale, while this scale seems to be essential in order to address these issues. In order to fill this gap, we here propose a new methodological framework for i) simulating the consequences of policy changes on farmer's cropping plan, described individually, by modeling the evolution of farming systems and to ii) assess the impacts of cropping system changes at the regional scale, with a set of indicators that generate spatially explicit information on the contribution of agriculture to sustainable development. The methodological framework starts with the design of a farm typology over the territory based on the similarity of farmer's crop acreages. In parallel, a set of indicators is adapted to the landscape scale in order to assess the impacts of cropping system externalities by integrating a set of scale change procedures. A generic, multi-scale, spatially explicit bioeconomic model called MOSAICA, which uses the farm typology and the indicators, is created for generating cropping system mosaics and assessing their contribution to sustainable development. This model coupled to a scenario approach composed of exploratory and normative scenarios can simulate the impact of several types of agronomic, socio-economic, environmental, organizational and technical levers of change on the farmer's choices in terms of cropping systems and in fine the impacts of new cropping system mosaics on the contribution to sustainable development of territories. We applied this methodological framework for building scenarios of sustainable agricultural development in Guadeloupe. We first developed a typology of farming systems encompassing eight types of farming systems that revealed several different farmer's decision processes. Then, we developed 19 indicators to assess cropping system mosaics. The assessment of the current cropping system mosaic showed low levels of response of the current mosaic to economic and social issues especially the food and energy self-sufficiency. Different normative and exploratory scenarios integrating levers of change have been simulated with MOSAICA. The assessment of cropping system mosaics from these scenarios highlighted the positive effect of agronomic levers of change such as organic crop-gardening and social levers such as the vocational training of supplementary workforce for improving the contribution of agriculture to sustainable development of the guadeloupean territory. The mechanistic modeling of the agricultural territory allows us to integrate a wide range of knowledge on the location of cropping systems, their levels of performance , their impacts and the decision process of farmer's that drive the farming system characteristics and the farm functioning. This methodological framework helps visualize the cropping system changes at the regional scale and their associated impacts at the landscape scale which is helpful in order to produce knowledge on the levers of change that can improve the response of local agriculture to local and global issues. The framework and tools designed are particularly useful for decision-aid on the future levels of contribution of agriculture to sustainable development.

http://www.theses.fr/2015AGUY0823/document

Résumé : Ce travail est l'expression d'une volonté de chercheurs, de la Carabe d'améliorer les connaissances scientifiques méso- et micro-météorologiques appliquées aux milieux insulaires sous influence des alizés et de développer la recherche dans ces domaines.On sait que le phénomène météorologique le plus remarquable impactant les îles de la Caraïbe reste le cyclone tropical. Mais d'autres phénomènes, a des échelles inferieures, telles que les pluies intenses, les houles, la dégradation de la qualité de l'air ont une importance aigüe en termes de risques naturels ou de risques sur la sante. Ces exemples attestent la nécessité d'utiliser des méthodes de descente d'échelle pour exploiter l'information météorologique et/ou climatique de grande échelle et dériver des scenarios locaux et régionaux appliques aux territoires insulaires. Ce défi est important car l'attente d'analyses scientifiques pertinentes dans ces domaines est grande.Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour principaux objectifs la simulation numérique puis l'analyse des mécanismes méso- et micro-échelles qui induisent des circulations locales diurnes et nocturnes sur l'archipel de la Guadeloupe à l'aide de codes numériques météorologiques éprouves car largement utilises en recherche et en prévision opérationnelle.Ils constituent donc la première étude de modélisation numérique à haute résolution en basse atmosphère, par descente d'échelle dynamique, pour des intervalles d'espace compris entre 1 km et 111 m sur cet archipel.Le modelé atmosphérique Weather Research and Forecasting ARW V3.4 (WRF ARW), non-hydrostatique, a été utilise pour l'ensemble des simulations pour modéliser la troposphère depuis l'échelle globale à l'échelle de la turbulence.Trois situations météorologiques classiques réelles d'une durée de 48 heures, correspondant à 80 % des situations météorologiques observées dans la zone, alizes soutenus (AS), alizes moyens (AM), alizes faibles (AF) ont été examinées. Ces situations sont caractérisées par les valeurs du nombre de Froude local suivantes : 0,82 (AS), 0,41 (AM) et 0,21 (AF). Six domaines de modélisation ont été sélectionnés pour effectuer les descentes d'échelle dynamiques : D01 (maille de 27 km), D02 (maille de 9 km), D03 (maille de 3 km), D04 (maille de 1 km), D05 (maille de 333 m) et D06 (maille de 111 m) avec soixante-dix niveaux verticaux. Les quatre premiers domaines (D01 à D04) couvrent l'archipel de la Guadeloupe et sont utilisés en mode méso-échelle à l'aide d'un schéma d'ensemble de couche limite planétaire YSU. Les domaines D05 (couvrant l'île de la Basse-Terre et le centre de l'archipel) et D06 (couvrant la zone littorale et rurale du Petit Cul-de-Sac Marin et la zone urbaine de l'agglomération pointoise) sont utilisés en mode Large Eddy Simulation avec une fermeture de la turbulence 1,5 TKE 3D. Le modèle WRF a été forcé toutes les six heures par l'assimilation des champs d'analyses globales du modèle NCEP FNL (1° de résolution). Les simulations effectuées ont permis d'obtenir des champs de variables météorologiques 10-minutes à très hautes résolutions spatiales.Les résultats des simulations méso- et micro-échelles ont été confrontés aux valeurs expérimentales obtenues à l'aide de capteurs places sur des mâts météorologiques (campagne Atmo-Mangrov et réseau de mesure Météo-France). Il s'agissait d'optimiser l'utilisation des couplages de codes numériques tout en conservant la possibilité de les confronter aux observations expérimentales.Les résultats des simulations numériques micro-échelles, des différents cas (AS, AM, AF) sont utilisées pour forcer (c'est-à-dire définir les conditions limites) un modèle lagrangien de dispersion de particules : FLEXPART. Le système couple FLEXPART-WRF a été employé dans le domaine D06 pour étudier la dispersion du panache d'oxydes d'azote émis par la principale usine de production d'électricité de l'île.
The present work expresses the will of Caribbean researchers to improve the meso- and micro-meteorological scientific knowledge of the trade winds influenced island areas, and to develop research in these domains.It is well known that tropical hurricanes remain the most remarkable meteorological phenomena that affect the Caribbean islands. But some other phenomena, of smaller scale, such as intense rainfall events, swells, or air quality degradation, are of extreme importance for natural or health hazards. These examples show the need to use downscaling methods to exploit large scale meteorological or climatic information, and to obtain local and regional scenarios for the island areas. This is an important challenge, as sound scientific studies in these matters are eagerly expected. The aim of the research works exposed in the present dissertation is numerical simulation and analysis of the meso- and microscale mechanisms that induce diurnal and nocturnal local circulations in the Guadeloupe archipelago, using numerical meteorological models that are widely used in research and in operational forecasting.These works represent the first high-resolution (1 km to 111 m) numerical study of the lower atmosphere over the Guadeloupe archipelago. The Weather Research and Forecasting ARW 3.4 (WRF-ARW) model is used to simulate the troposphere from global scale to turbulence scale. Real cases of three typical weather types (80% of cases during a year) are examined during 48 hours : strong trade winds (STW), medium trade winds (MTW) and weak trade winds (WTW). These weather types are characterized by values of the local Froude number : 0.82 (STW), 0.41 (MTW) and 0.21 (WTW). Six domains have been selected for the dynamical downscaling : D01 (grid spacing of 27 km), D02 (grid spacing of 9 km), D03 (grid spacing of 3 km), D04 (grid spacing of 1 km), D05 (grid spacing of 333 m) and D06 (grid spacing of 111 m), including 70 vertical levels. The first four domains (D01 to D04) cover the Guadeloupe archipelago and are used in the meso-scale simulations with the planetary boundary layer scheme YSU (ensemble mean). Domain D05 (covering the Basse-Terre island and the middle of the archipelago) and domain D06 (covering the coastal and rural area of Le Petit Cul-de-Sac Marin and the urban area of Pointe-à-Pitre), are employed in the micro-scale simulation (LES) with the 3D TKE 1.5 order closure scheme. WRF has been 6 hourly reinitialized with the NCEP FNL global analyses (resolution of 1°). These simulations permitted to obtain 10-minutes meteorological variable fields with a very high resolution (111 m).Meso-scale and micro-scale model results have been evaluated with observational data from meteorological stations (field campaign Atmo-Mangrov, French Met Office).Once validated, the micro-scale model outputs have been used for the assimilation of the lagrangian particle dispersion model : FLEXPART. The coupling FLEXPART-WRF has been employed in domain D06, in order to analyze the dispersion of the nitrogen oxide plume emitted by the main power plant of the archipelago.

http://www.theses.fr/2014AGUY0735/document

Résumé : The general study, scheduled from 1984 to 1986, aims at providing a judgement about the fisheries in the Celtic Sea. This area has been chosen because it is frequented by EEC vessels with, for the time being, a large majority of French vessels. Activities there are easier to monitor than anywhere else as coastal fisheries are little developed in the area. The final product will consist of a certain number of hypotheses about the planning strategies that could be implemented in the Celtic Sea. The main idea is, firstly, to conduct analytical studies, stock by stock, in order then, to synthesize them into a model integrating the interactions between fleets in relation to their target species. A bio-economical model, deriving from the latter, will enable the simulation of the consequences of the current planning procedures on the management of stocks and vessels.
L'étude générale, programmée de 1984 à 1986, vise à fournir un avis sur les pêcheries de Mer Celtique. Cette zone a été choisie car elle est fréquentée par les flottilles de la CEE avec cependant, pour le moment, une dominante française quasi exclusive. Les activités qui s'y exercent peuvent être cernées plus facilement que partout ailleurs car les pêcheries côtières sont très peu développées. Le produit final consistera dans la présentation d'un certain nombre d'hypothèses sur les stratégies d'aménagement adaptables à la Mer Celtique. La voie choisie consiste, dans un premier temps, dans des études analytiques, stock par stock, puis dans leur synthèse dans un modèle intégrant les interactions entre flottilles en relation en particulier avec la recherche des espèces-cibles. Un modèle bio-économique, dérivé du précédent, permettra de simuler les conséquences des procédures habituelles d'aménagement sur la gestion des stocks et des flottilles.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/1985/rapport-3671.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/3671/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Among erosion processes, river incision is classicaly described as a key process controlling erosion of landscapes. Incision efficiency is mainly influenced by climate and erodibility. This latter is not only dependent on the nature of the bedrock, but also on its past deformation, which affects its rheological effective properties, such as fracture density. The main objectives of this thesis are: (1) to better constrain the relationship between effective properties and erodibility, and (2) to quantify the influence of erodibility and erosion on both the temporal and spatial building or decay of the topography. Several numerical tools are developed. A 1D formalism of landscape evolution is introduced, including river incision with stochastic distribution of water discharge and hillslope landsliding. A new remeshing algorithm called Surface Lagrangian Remeshing (SLR) is developed as a complement to remeshing algorithms dealing with internal elements. It allows one to take into account long-term erosion into 2D Lagrangian numerical codes based on triangular finite elements. Then the potentiality of measuring erodibility in-situ using a Schmidt hammer (R) is assessed for the active orogen of Taiwan, the diagenetic Annot sandstones and St Clement fault zone. Results suggest a strong control of R by effective properties. A linear model based on effective medium theory is applied to a fault zone with an unmacthed resolution (750 measures, 25 measures per square meter). The model successfully correlates R to fracture density. These results demonstrate that effective elasticity as well as erodibility are sensitive to the density and type of fractures. Finally I focus on the erosional and rheological conditions that allows reproducing post-orogenic evolution of mountain belts. A model coupling surface erosion and regional isostatic uplift is consistent with observations. The topographic decay and decrease of the ratio of surface elevation over crustal root thickness is at first order controlled by the initial geometry of the mountain belt and erosion efficiency. This new model highlights the control ofclimate and erodibility on the topographic decay and of lithospheric rheology on the perseverance of crustal roots.
Parmi les processus d'érosion, l'incision des rivières est classiquement décrit comme un processus clé contrôlant l'érosion des paysages. L'efficacité de l'incision est principalement influencée par le climat et par l'érodabilité. Ce dernier paramètre ne dépend pas seulement de la nature du substratum rocheux, mais aussi de sa déformation passée qui affecte ses propriétés rhéologiques équivalentes. Les principaux objectifs de cette thèse sont: (1) de mieux contraindre les relations entre propriétés équivalentes et érodabilité, et (2) de quantifier l'influence de l'érosion et de l'érodabilité sur la formation ou la décadence, spatiale et temporelle, de la topographie. Plusieurs outils numériques sont développés. Un formalisme 1D d'évolution des paysages est proposé, prenant en compte simultanément l'incision des rivières avec une distribution stochastique des débits en eau et l'érosion des versants par glissements de terrain. Un nouvel algorithme de remaillage appelé Surface Lagrangian Remeshing (SLR) est développé. Il permet de prendre en compte l'érosion à long terme dans les codes numériques 2D Lagrangiens basés sur des éléments finis triangulaires. Ensuite, la possibilité de mesurer in-situ l'érodabilité avec un marteau de Schmidt (R) est évaluée pour: l'orogène actif de Taiwan, les grès diagénétiques d'Annot et la zone de faille de St Clément. Les résultats suggèrent un fort contrôle de R par les propriétés équivalentes des roches testées. Un modèle linéaire, basé sur la théorie des milieux équivalents, est appliqué à une zone de faille avec une résolution inégalée (750 mesures, 25 mesures par mètre carré). Le modèle permet de corréler avec succès la densité de fracture et R. Ces résultats démontrent empiriquement que l'élasticité équivalente ainsi que l'érodabilité sont sensibles à la densité et à la nature des fractures. Enfin j'étudie les conditions d'érosion et de rhéologie qui permettent de reproduire l'évolution des chaînes de montagnes post-orogéniques. Un modèle couplant érosion en surface et soulèvement isostatique régional est compatible avec les observations. Les taux de décroissance topographique et de diminution du rapport de l'élévation de surface sur l'épaisseur de racine crustale sont contrôlés au premier ordre par la géométrie initiale de la chaîne de montagne et par l'efficacité de l'érosion. Ce nouveau modèle met en évidence le contrôle du climat et de l'érodabilité sur la décroissance topographique et de la rhéologie lithosphérique sur la persévérance des racines crustales.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00602341

tel-00602341
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00602341/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00602341/file/thesephilippesteer.pdf

Éditeur(s) : Montpellier SupAgro
Résumé : One of the main challenges in ecology is to understand how global changes affect biodiversity and what are the consequences on ecosystem functioning. In this perspective, the functional diversity of communities is a cornerstone since it allows linking environment, community structure and ecosystem properties. The aim of this thesis is thus to improve the understanding of functional diversity dynamic (i) in relation to natural variability of environmental conditions and (ii) under anthropogenic disturbances. As a first step we have developed a new methodological framework allowing to (1) describe fish functional niches based on functional traits, and (2) to quantify functional diversity within (α) and among (β) sites thanks to new indices. In a second step we have studied the spatiotemporal dynamic of the functional structure of fish and nektonic communities from the Terminos lagoon (Mexico). This tropical estuarine ecosystem is an appropriate ecological model for our problematic as it is characterized by a strong environmental variability, a high biological diversity and is under a strong human pressure. We have put in light the stability of the functional and trophic structures of communities along environmental gradients, despite a very strong species turnover. This stability is determined by the dominance of a couple of functional groups inside which species are replacing each others according to their environmental preferences. However, at a long-term scale, we have demonstrated a functional diversity loss in a part of the lagoon despite an increase of species richness. This paradox has to be related to the decrease of species associated to seagrass and the increase of more estuarine species.
Un des enjeux majeurs de l'écologie est de comprendre comment les changements globaux affectent la biodiversité et quelles en sont les conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes. Dans cette perspective, la diversité fonctionnelle des communautés est un outil clé permettant de lier l'environnement, la structure des communautés et les propriétés écosystémiques. L'objectif de cette thèse est donc d'améliorer la compréhension de la dynamique de la diversité fonctionnelle (i) face à des conditions environnementales naturellement variables et (ii) face à des perturbations d'origine anthropique. Dans un premier temps nous avons mis en place un socle méthodologie nous permettant de (1) définir la niche fonctionnelle des poissons à partir de traits fonctionnels et (2) de quantifier les diversités fonctionnelles intra (α) et inter (β) échantillons avec de nouveaux indices. Dans un second temps nous avons étudié la dynamique spatio-temporelle de la structure fonctionnelle des communautés ichtyologiques et nectoniques peuplant la lagune de Terminos (Mexique). Cet écosystème estuarien tropical est un modèle d'étude adapté à notre problématique car il présente une forte variabilité environnementale, une forte diversité biologique et est sous forte pression anthropique. Nous avons mis en évidence une stabilité de la structure fonctionnelle et trophique des communautés face aux gradients environnementaux très marqués, et donc malgré un fort taux de remplacement des espèces entre les communautés. Cette stabilité est due à la dominance de quelques groupes fonctionnels à l'intérieur desquels les espèces se remplacent suivant leurs preferendums environnementaux. Néanmoins, à plus long terme, nous avons démontré qu'une portion de la lagune avait subi une perte de diversité fonctionnelle et ce malgré une augmentation de la richesse spécifique. Ce paradoxe est à relier au remplacement des espèces inféodées aux herbiers de phanérogames par des espèces plus estuariennes.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2008/these-6178.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6178/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Satellite and in situ chlorophyll concentration data collected as part of VALidation HYperspectral of a BIOgeochemical model (ValHyBio), a PNTS-sponsored project dedicated to satellite ocean-colour imaging of the Southwest Pacific, are analyzed to describe chlorophyll variability in the Coral Sea, a vast oligotrophic region characterized by a deep chlorophyll maximum and blue waters of high transparency. Average chlorophyll concentrations estimated from MODIS-Aqua are very low (<0.2 mg m-3) except in the vicinity of main islands and coral reefs, where enrichment may occur due to upwelling or internal waves that bring nutrients to the euphotic zone from the deep part of the water column. During the summer season, blooms of cyanobacteria (Trichodesmium) develop in the surface waters and may form large slicks. The nitrogen fixed by these slicks is a potential source of new nitrogen later assimilated by picoplankton and the marine food chain. Coastal areas exhibit higher chlorophyll concentrations because of nutrient input from the land, as observed in 2008 around New Caledonia. In lagoon areas, the sea colour is influenced by turbidity and bathymetry, and the MODIS OC3 algorithm is inadequate, with a systematic overestimation of chlorophyll concentration in the New Caledonia lagoon. Improved bio-optical algorithms are needed for those turbid and shallow waters, to allow not only a better description of chlorophyll variability, but also evaluation of chlorophyll simulations by recently developed biogeochemical models.
of the 12th International Coral Reef Symposium, 18E
CAIRNS, Australia

hal-00746470
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00746470
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00746470/document

Éditeur(s) : Université des Antilles Études caribéennes
Résumé : In this study, we propose to analyze the limits of mass tourism in the French Antilles, specifically the decline of tourism, economic limits, and ecological degradation). The recognition of these limits is overdue, and signals a need to define another model for tourism development.The popular coastal sector in the south of Martinique has been subject new regulations to protect marine resources. These regulations require the development of new practices and a greater level of awareness for tourists, for example, around coral reefs and mangroves. Ecotourism programs aim to demonstrate to visitors the forests rich natural resources and biodiversity in general. It also features the inclusion of small rural businesses that benefit from additional sources of revenue as a result of ecotourism.The situation in the French Antilles is complex: Urbanization is fraught with serious consequences for the coastline. Tourism products currently being marketed on the island are not competitive (particularly against the political dynamics of the neighbouring island of Dominica). Ecotourism and sustainable tourism are just beginning to develop in such destinations, where tourism has been declining in the last ten years. The situation of the French Antilles is paradoxical in a region that generally has a very favourable tourism. Assessing these limits through the scope of ecotourism helps to highlight the causes of these difficulties and to adapting to new tourism practices.
Dans le cadre de cette étude, l’accent est mis sur les limites du tourisme de masse dans les Antilles françaises (dépréciation du tourisme, les contraintes économiques et les nuisances écologiques). La reconnaissance de ces limites est à l'origine de la prise de conscience tardive de la nécessité de définir un autre modèle de développement touristique.Dans le sud de la Martinique, le secteur le plus populaire du littoral, de nouvelles règlementations sont mises en place pour protéger les ressources marines. Cela nécessite le développement de nouvelles pratiques et de sensibilisation des touristes notamment autour des récifs coralliens et les mangroves. Les programmes autour de l'écotourisme visent également à montrer aux visiteurs la richesse des ressources forestières et de la biodiversité en général. Il comprend également les petites entreprises rurales qui reçoivent de nouveaux revenus grâce au tourisme.La situation est complexe dans les Antilles françaises: l'urbanisation est lourde de conséquences importantes sur la côte. Les produits touristiques commercialisés actuellement ne sont pas compétitifs (notamment contre la dynamique politique de l'île voisine de la Dominique). L'écotourisme et le tourisme durable commencent tout juste à se développer dans ces destinations où le tourisme classique est en difficulté depuis une dizaine d’années ; situation assez paradoxale au regard du dynamisme de ce secteur d’activité dans la région.
En el contexto de este estudio, nos proponemos analizar los límites del turismo de masas en las Antillas Francesas (depreciación del turismo, las limitaciones económicas, ecológicas y las molestias). Este reconocimiento de esos límites está en el origen de la conciencia tardía de la necesidad de definir otro modelo de desarrollo turístico.En el sector costero de la más popular, como en el sur de Martinica, se pone en la normativa nuevo lugar para proteger los recursos marinos. Esto requiere el desarrollo de nuevas prácticas y la sensibilización de los turistas, por ejemplo, alrededor de los arrecifes de coral y los manglares.Programas en torno al ecoturismo también tienen como objetivo dar al visitante la riqueza de los recursos forestales y la biodiversidad en general. También incluye las pequeñas empresas rurales que reciben los nuevos ingresos a través del turismo.Pero la situación es compleja en las Antillas francesas: la urbanización está llena de importantes consecuencias para la costa. Productos turísticos que se comercializan actualmente no son competitivos (en particular, contra la dinámica política de la cercana isla de Dominica). Ecoturismo y desarrollo sostenible están empezando a desarrollar en este destino turístico, donde el turismo está en problemas en los últimos diez años.Esta situación es bastante paradójico en un turismo regional muy favorable. Sin lugar a dudas, pensando en el ecoturismo contribuye a identificar los destinos de estos retrasos y dificultades para adaptarse a nuevas prácticas de turismo.
Martinique

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
urn:doi:10.4000/etudescaribeennes.5262
http://journals.openedition.org/etudescaribeennes/5262

Éditeur(s) : Université des Antilles Études caribéennes
Résumé : Sur fond de crise du tourisme au Nord, de la globalisation de l’économie et de l’accélération des mobilités, une évolution des formes de développement touristiques semble à l’œuvre dans les confins géographiques. Dans certains territoires touristiques du fait de conflits dans l’usage des ressources naturelles, des pratiques récréatives alternatives émergent qui combinent une logique économique avec des préoccupations socio-environnementales.Notre article analyse l’apparition du tourisme scientifique dans la région « non-touristique » de Aysén, en Patagonie chilienne. Des acteurs d’un territoire se mobilisent selon des pôles culturels et des axes thématiques autour de projets pilotes, de recherche expérientielle et de médiations scientifiques innovantes. Sur ce front pionnier, un réseau informel d’acteurs coordonne ses actions pour aborder les problématiques sociales et environnementales de leur territoire. Opérateurs et prestataires pour le tourisme scientifique créent de manière participative une offre originale. Un système touristique alternatif, axé sur la protection de l’environnement, de la culture et des dynamiques sociales de la communauté d’accueil, favorise l’acquisition et le partage de savoirs entre scientifiques, acteurs locaux et visiteurs.Le tourisme scientifique s’inscrit-il dans une évolution globale des pratiques touristiques ? En proposant de dépasser les frontières, entre activités récréatives et le travail, de lieux de vie et de loisir, il apparaît comme l’expression d’un « après-tourisme ». L’hybridation des pratiques, une approche scientifique associée à l’esprit de la découverte inhérent au voyage, semble pouvoir relever des défis sociétaux liés à l’essor d’un tourisme globalisé. Alors que le tourisme est pensé depuis longtemps en termes de transfert de compétences, de modèles et d’ingénierie du Nord vers le Sud, une périphérie propose de nouveaux cadres de pensée, d’action et de participation qui renouvellent le sens du voyage.
In the context of a tourism crisis in the north, a globalized economy and an increase of mobility, a change in the forms of tourism development seems to occur in peripheral areas. In some tourism areas and due to conflicts over the use of natural resources, alternative recreational practices arise that combine economic needs and socio-environmental concerns.Our article analyzes the appearance of scientific tourism in the "non-tourist" region of Aysén, in Chilean Patagonia. Actors of a territory unite according to specific cultural poles and thematic axes through experiential research and innovative scientific mediation pilot projects. On this pioneer front, an informal network of stakeholders coordinates its actions to address the social and environmental issues of their territory. Operators and service providers for scientific tourism create an innovative offer in a participatory process. An alternative tourism system, focused on protecting the environment, the culture and social dynamics of the host community, promotes the acquisition and sharing of knowledge between scientists, local actors and visitors.Is scientific tourism part of a global evolution of tourism practices? By proposing to go beyond established boundaries, of recreational activities and work, everyday places and leisure areas, it appears as the expression of an “After-Tourism”. The hybridization of practices, a scientific approach associated with the spirit of the discovery inherent of the travel experience, seems to respond to the challenges of the community confronted to the rise of a globalized tourism. While tourism has always been thought of in terms of transfer of skills, models and engineering from the North to the South, a periphery offers new frameworks of thought, action and participation that renew the meaning of travel.
En un escenario de crisis del turismo en los países desarrollados, de la globalización de la economía y del incremento de las movilidades, una evolución de las formas de desarrollo del turismo parece estar en marcha en los confines geográficos. En ciertos territorios turísticos, debido a los conflictos de uso de los recursos naturales, prácticas recreativas alternativas surgen que combinan una lógica económica con preocupaciones socio-ambientales.El presente artículo analiza el surgimiento del turismo científico en la región “no-turística” de Aysén en la Patagonia chilena. Actores del territorio se unen según polos y temáticas científicas, a través de proyectos pilotos, de investigación experiencial y mediaciones científicas innovadoras. En este frente pionero, una red informal se organiza para abordar las problemáticas sociales y ambientales de su territorio. Operadores y proveedores de servicios para el turismo científico crean de manera participativa una oferta novedosa. Un sistema turístico alternativo, basado en el cuidado del medio ambiente, de la cultura y de las dinámicas sociales del comunidad de acogida, favorece la adquisición y el intercambio de conocimientos entre científicos, actores locales y visitantes. ¿Será la aparición del turismo científico la expresión de una evolución global de las practicas turísticas? Al invitar a que sean sobrepasadas las fronteras, entre actividades recreativas y el trabajo, lugares de vida y sitios de esparcimiento, este se presenta como un “Pos-Turismo”. La hibridación de las prácticas, una aproximación científica asociada al espíritu de descubrimiento inherente del viaje, parece poder resolver los desafíos de nuestras sociedades vinculados al auge de un turismo globalizado. Cuando el turismo suele ser pensado desde hace mucho, como un proceso de transferencia de capacidades, de modelos y de ingenierías, del Norte hacia el Sur, una periferia propone nuevos marcos conceptuales, de acción y de participación, que renuevan el sentido del viaje.
Patagonie

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
urn:doi:10.4000/etudescaribeennes.11169
http://journals.openedition.org/etudescaribeennes/11169

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : To understand the effect of inherited lithospheric structures on the continental plates deformation process, we have developed a multi scale model that explicitly takes into account an anisotropic viscosity due to the Crystal Preferred Orientation (CPO) of olivine in the mantle by coupling a viscoplastic self-consistent simulation of the deformation at the polycrystalline aggregate to a 3D Finite Element code. Using this tool, we calculate the mechanical behavior of a continental lithosphere submitted to extension for various initial structures. The first set of experiments investigates the deformation of a plate with a homogeneous initial olivine CPO. Results show that the macroscopic anisotropy is strongly dependent on the initial orientation of the olivine CPO relative to the solicitation and to its evolution. The second set of experiments aims to analyze the deformation of a continental plate containing pre-existing lithospheric scale shear zones. These multi-domain models show that the olivine mechanical anisotropy may induce the reactivation of pre-existing lithospheric scale shear zones in a plate submitted to rifting. In both cases, the results shows that the macroscopic mechanic anisotropy induced by the evolution of olivine CPO in the upper mantle is a key parameter to understand the deformation of the continental plates and to explain the observed reactivation of inherited structure from past tectonics events
Afin de comprendre l'effet des structures préexistantes sur la déformation des plaques continentales, nous avons développé une méthode de modélisation mécanique multi-échelle utilisant une viscosité anisotrope induite par les Orientations Préférentielles du Réseau (OPR) des cristaux d'olivine présents dans le manteau. Cette méthode en couple le calcul viscoplastique autocohérent de la déformation d'un agrégat d'olivine à un code éléments finis 3D. Elle a été utilisée pour le calcul du comportement mécanique d'une plaque continentale soumise à une extension. Une première série d'expériences numériques sur l'extension de plaque lithosphérique présentant des OPR initiales d'olivine homogènes a permis de montrer que l'anisotropie mécanique macroscopique est fortement dépendante de l'orientation initiale de l'OPR. La seconde série de simulations analyse l'extension d'une plaque continentale présentant une zone présentant des OPR d'olivine héritées d'un événement tectonique précédant. Les résultats de ces calculs multi-domaines que l'anisotropie mécanique de l'olivine peut expliquer la réactivation des zones de cisaillement héritées lors du rifting. Les résultats obtenus dans les deux séries de modèles montrent que l'anisotropie mécanique macroscopique induite par l'évolution des OPR d'olivine dans le manteau supérieur est un paramètre clé pour la compréhension de la déformation des plaques continentales et pour expliquer la réactivation observée de structures tectoniques, tels que les grands décrochements, lors des épisodes tectoniques ultérieurs.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369463

tel-00369463
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369463
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369463/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369463/file/KnollThese09.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :  
For a comprehensive evaluation of human influences on the genetic system, the simulation model EGO-GENE was developed. The model combines population genetic and population dynamic processes with forest growth models. The dynamics of genetic structures (single locus and multilocus genotypes up to 200 loci) can be simulated. Spatial and temporal genetic dynamics are included in the model. Overlapping or separated generations can be created and different modes of mating systems can be implemented. The model can be run with empirical and fictitious input data. The simulated genetic structures can be directly analysed with established genetic analysis programmes. An example demonstrates the use of the model far validation of interactions among components of the mating system. Another example demonstrates the applicability of the model in decision-making for seed sampling strategies. The genetic differences between the adult trees and the harvested seeds and the danger of genetic drift regarding to different seed sampling strategies are investigated by use of the genetic distance and the reproductively effective population size.
Silvae genetica

hal-01032083
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032083

Résumé : La thèse est consacrée à la recherche des catastrophes marines (tsunamis, ondes de tempête) dans les Antilles françaises, en utilisant des modèles analytiques et numériques de mécanique des fluides. L'accent est mis sur le développement de modèles de mouvement de glissements de terrain et des vagues causées par ces glissements. Le modèle le plus simple du glissement de terrain «solide block» est utilisé pour évaluer les caractéristiques des flux pyroclastiques du volcan Soufrière-Hills (Montserrat). Un modèle plus complexe de modélisation de glissement de terrain (modèle de Savage-Hutter) a été étudié analytiquement, donnant ainsi une nouvelle famille de solutions exactes décrivant le mouvement de l'écoulement par gravité non linéaire dans une vallée ou dans un canyon sous-marin. Le modèle comprend des ondes simples (Riemann waves),le cas d'un barrage qui cède (dam-break problem), des solutions auto-similaires dans la M-fonne et « chapeaux paraboliques ». Grâce à la théorie linéaire de l'eau peu profonde nous avons étudié le processus de génération de tsunamis par des glissements de terrain de volume variable, se déplaçant à une vitesse variable dans un bassin de profondeur variable. Dans le cas d'un fond marin particulier (cas sans "réflexion"), les phénomènes de résonnance ont été étudiés dans un bassin à profondeur variable. Nous avons utilisé des méthodes numériques pour la résolution non-linéaire des équations des eaux peu profondes afin d'analyser des catastrophes marines réelles (les ondes de tempête causées par le cyclone Lili en 2002, le tsunami volcanique de 2003 à Montserrat) et probables (un tsunami prés des côtes de la Martinique). Des données sur les catastrophes
The dissertation is devoted to research in the field of marine natural hazards (tsunamis, storm surges) in the French West Indies, using analytical and numerical models of fluid mechanics. Emphasis is placed on the development of models of landslide motion and generated tsunami waves. The simple "solid block" model is used to evaluate the characteristics of pyroclastic flow Soufriere Hills volcano (Montserrat). The "fluid model" of a landslide (so called Savage-Hutter model) is studied analytically; within this model a new family of exact solutions that describe the motion of nonlinear gravity flow in a valley or underwater canyon is found: nonlinear Riemann wave, dan break problem, self-similar solutions (M - wave and parabolic cap). In the framework of the linear shallow water theory the process of generation of tsunami waves by landslides of variable volume moving with variable velocity above the basin of variable depth is studied. For the specific bottom profile ("reflectionless" one) the resonant phenomena is investigated in the basin of variable depth. Numerical methods are used to analyze marine hazards: historical (storm surges, caused by Cyclone LILI in 2002; volcanic tsunami 2003 on Montserrat) and possible events (possible tsunami of the coast of Martinique). Various data on marine natural disasters are obtained during field surveys (volcanic tsunami in 2003, stonn surges caused by Hurricane Dean in 2007). Designed catalogs of tsunamis and storm surges are created based on results of numerical modeling and field studies; some statistical analysis is perfomed

http://www.theses.fr/2011AGUY0435/document

Éditeur(s) : ISTPM
Résumé : All considerations about halieutic stocks inevitably had to attain the recognition of relations which are established between the resource and its natural environment. These phenomenons are exposed in the first part. About consequences of human interventions, both of these aspects must be taken into account: the introduction of new species and fishing. Second part deals with the use of models in stock management.
Une réflexion sur la gestion des stocks halieutiques devait nécessairement aboutir à la reconnaissance des relations liant la ressource à son environnement naturel : action des facteurs abiotiques sur l'état des stocks et la distribution des espèces, et inter-relation entre les composantes biologiques ; à l'appréciation des conséquences de l'intervention humaine sur l'équilibre des écosystèmes. Ce sont ces phénomènes qui ont été présentés dans une première partie. En ce qui concerne l'influence des facteurs abiotiques, il est rappelé que la mise en place de réseaux de surveillance systématique a permis de progresser dans le domaine des recherches hydroclimatiques et dans la compréhension des connexions pouvant exister entre facteurs abiotiques et phénomènes biologiques. d'ordre biologique sont principalement envisagées au niveau des relations de prédation. Celles-ci ne peuvent être correctement appréhendées que par le biais du comportement trophique des diverses espèces et des problèmes généraux de nutrition, Les conséquences de l'intervention humaine sont envisagées sous deux aspects : l'introduction d'espèces nouvelles et la pêche. L'action de pêche entraîne des interactions d'ordre technologique dans les pêcheries plurispécifiques, dont les effets ne peuvent être ignorés et doivent être pris en compte par les modèles de gestion. La deuxième partie traite de l'utilisation des modèles dans la gestion commune de plusieurs stocks. Les modèles dits « multispécifiques », tenant compte des interactions d'ordre biologique (prédation), supposent un support de connaissance scientifique qui fait actuellement défaut. Leur utilisation comme outil de gestion devrait être précédée d'une amélioration des connaissances générales halieutiques. Les interactions d'ordre technologique ont été prises en compte dans l'approche plurispécifique de LE GUEN et FoNTANA (1971) qui permet de rechercher le meilleur compromis dans l'exploitation simultanée de plusieurs espèces, sur des bases pécuniaires plutôt que pondérales. GOHIN et LAUREC (1981) ont amélioré l'approche en tenant compte en particulier de l'ensemble de la courbe de sélectivité et non seulement du point L50. Quoi qu'il en soit, les modèles classiques mono-spécifiques, bien qu'imparfaits, restent encore très utiles ; ils peuvent donner des réponses satisfaisantes à des questions simples mais essentielles. Un développement de la recherche en hydrobioclimatologie est indispensable pour prévoir la variabilité dans le recrutement, la disponibilité, la capturabilité... Les relations de prédation entre espèces méritent d'être mieux cernées. Enfin, chaque fois que cela sera possible, les composantes socio-économiques et politiques devront être prises en compte, le bon sens remplaçant au besoin les modèles. Cet ouvrage n'a pas la prétention de traiter dans le fond tous les sujets abordés. Aussi, le lecteur qui désirera avoir une réflexion plus approfondie sur certains sujets trouvera à la fin du document une bibliographie, sinon exhaustive du moins très fournie.
Revue des Travaux de l'Institut des Pêches Maritimes (0035-2276) (ISTPM), 1982-03 , Vol. 46 , N. 1 , P. 5-70

Droits : Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/1982/publication-1859.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1859/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Earth's magnetic field shows a large range of temporal variations from the year to several million years. I studied during my PhD thesis several aspects of these fluctuations, from recent secular variations to reversals. The first part of my manuscript deals with archeomagnetism, a discipline that allows to track the temporal variations of the Earth's magnetic field through millennia, mainly from archeological materials. I studied two sets of samples , one from Greece (Neolithic period 6800-3200 B.C.) and the other from Mexico (Palenque, Maya Classic period 320-840 A.D.), to acquire new archeointensity data in order to better constrain the secular variation of the geomagnetic field. By comparing my data with those available in the literature and with the various global and regional models, I showed that the secular variations during the Neolithic in Greece and during the first millennium in Central America are poorly defined. My data suggest that local components, not described by global models, may exist in these regions. They reinforce the importance of developing specific regional models. As a consequence, the acquisition of new high quality data is of main importance. The second part presents the description of a geomagnetic field reversal. This work was based on two points : first by studying transitional directions to provide new constraints on the possible preferred longitudinal paths of virtual geomagnetic poles (VGPs) and second by checking transitional paleointensities obtained on a volcanic sequence in Akaroa volcano (New Zealand). Indeed the transitional field intensity is significantly higher than the field intensity before and after the reversal. We re-sampled this sequence, and the directional results show a complex sequence of N-T-R-T-N-T-R polarity. The transitional VGPs obtained are clustered in two longitudinal bands through Australia and America. This observation seems to reinforce the assumption of a core-mantle interaction over several million years. Following a rock magnetic study, I selected samples that could provide a value for the Thellier and multispecimen paleointensity methods. The obtained paleointensity are relatively low (about 20 μT) during the polarity change and strong at the end of the sequence. Based both on the field strength values and on the radiochronological ages, showing that the sequence was erupted in a very short time, I suggest that only the C4AR.1n-C4Ar.1r reversal was recorded in this sequence. In this assumption, the reversal shows a complex path comparable to other reversals recorded in the northern hemisphere (for example the Steens Mountain ), including a rebound before stabilizing. Finally the last part is devoted to the development of a new methodology and a new apparatus to determine absolute paleointensity. Following the low success rate of paleointensity experiments from the previous study, I decided to test the multispecimen protocol, which can be applied to samples yielding a predominant multidomaine behavior. The main technical drawback of this method lies in the application of the laboratory field along the natural remanent magnetization, a difficult task to perform accurately in standard paleointensity ovens. Thus, we decided to adapt sample holders from our standard oven in order to allow the sample orientation in space and to develop an ultra-fast heating oven prototype particularly well-suited for this method, allowing to apply the laboratory field in the 3 dimensions. I checked the different multispecimen protocols on historical lavas from Reunion and Etna volcano, yielding very different magnetic mineralogies. For all flows, I obtained paleointensities very close from the expected values, regardless from the magnetic mineralogy, revealing the feasibility of our apparatus and the promising interest of the method. The application of various corrections on the statistical estimation of the intensity value or on the cooling rate had no significant impact on my results.
La première partie de ma thèse porte sur l'archéomagnétisme, discipline qui permet de retracer l'évolution temporelle du champ magnétique terrestre au travers des derniers millénaires, principalement à partir des matériaux archéologiques. J'ai étudié deux jeux d'échantillons provenant pour l'un de la Grèce (période néolithique, 6800-3200 avant J.C.) et pour l'autre du Mexique (Palenque, période Maya Classique 320-840 après J.C.), dans le but d'acquérir de nouvelles données d'archéointensité et de mieux contraindre la variation séculaire du champ magnétique terrestre. La comparaison de mes données avec celles disponibles dans la bibliographie et avec les différents modèles globaux et régionaux a mis en évidence que les variations séculaires au Néolithique en Grèce et au cours du premier millénaire en Amérique Centrale sont très mal définies. Mes données suggèrent que des composantes locales, non prisent en compte dans les modèles globaux peuvent exister au niveau de ces régions. Elles renforcent l'intérêt de développer des modèles régionaux précis. Pour ce faire, l'acquisition de nouvelles données de haute qualitéest un élément majeur. La deuxième partie traite de la description d'un renversement du champ magnétique terrestre. Cette étude a été basée sur deux points précis : étudier les directions transitionnelles afin d'apporter de nouvelles contraintes sur le possible confinement longitudinal des pôles géomagnétiques virtuels (PGV) d'une part, et d'autre part vérifier des paléointensités transitionnelles obtenues sur la séquence volcanique d'Akaroa (Nouvelle Zélande), dont l'intensité est significativement supérieure à celles des intensités avant et après le renversement. Nous avons ré-échantillonné cette séquence, et l'évolution directionnelle obtenue pour ce renversement est une succession complexe de polarités N-T-R-T-N-T-R. Les PGV obtenus semblent se regrouper sous deux bandes longitudinales sous l'Australie et l'Amérique, ce qui renforce l'hypothèse d'une interaction entre le manteau et le noyau sur plusieurs millions d'années. Suite à une étude de minéralogie magnétique, j'ai sélectionné les échantillons susceptibles de fournir une valeur de paléointensité par les méthodes de Thellier et du multispecimen. Les paléointensités obtenues sont relativement faibles (environ 20 μT) au cours du changement de polarité et forte à la fin de la séquence. Mon interprétation, basée à la fois sur les valeurs de l'intensité du champ et sur les données radiochronologiques montrant que la séquence s'est mise en place très rapidement, est de considérer que seul le renversement C4Ar.1n-C4Ar.1r a été enregistré dans cette séquence. Dans cette hypothèse, le renversement montre un cheminement complexe comparable à d'autres renversements enregistrés dans l'hémisphère nord (comme celui de la Steens Mountain par exemple), incluant un phénomène de rebond avant de se stabiliser. La troisième partie de ma thèse est consacrée au développement d'une nouvelle méthodologie et d'un nouvel appareillage pour déterminer des paléointensités. Le faible taux de réussite des expériences de paléointensité de l'étude précédente m'a poussé à m'intéresser au protocole multispecimen, qui peut s'appliquer aux échantillons possédant un comportement polydomaine. L'inconvénient technique majeur de cette méthode réside dans l'application du champ le long de l'aimantation naturelle, difficile à réaliser avec précision dans les fours standards. Pour ce faire, nous avons décidé de développer des porte-échantillons permettant d'orienter les échantillons dans l'espace pour le four standard et un prototype de four à chauffage ultra-rapide particulièrement bien adapté avec la possibilité d'orienter le champ appliqué dans les 3 dimensions. J'ai testé les différents protocoles de la méthode sur des laves historiques de la Réunion et de l'Etna, possédant des minéralogies très différentes. Pour l'ensemble des coulées étudiées, j'ai obtenu des paléointensités très proches des valeurs attendues, et ce indépendamment de la minéralogie, révélant ainsi le faisabilité de notre appareillage et le côté prometteur de la méthode. L'application de diverses corrections sur la statistique d'estimation de la valeur de l'intensité ou sur le taux de refroidissement n'ont eu aucun impact notable sur mes résultats.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719380

tel-00719380
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719380
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719380/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719380/file/thesefanjat2012.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD Publisher : Baltimore : Williams & Wilkins, c1950-. Latest Publisher : Bethesda, MD : American Association of Immunologists
Résumé : International audience
Hepatic periportal fibrosis, which affects 5–10% of subjects infected by Schistosoma mansoni, is caused by the T cell-dependent granuloma that develop around schistosome eggs. Experimental models of infection have shown that granuloma and fibrosis are tightly regulated by cytokines. However, it is unknown why advanced periportal fibrosis occurs only in certain subjects. The goal of the present study was to evaluate the cytokine response of S. mansoni-infected subjects with advanced liver disease in an attempt to relate susceptibility to periportal fibrosis with an abnormal production of cytokines that regulate granuloma and fibrosis. Fibrosis was evaluated by ultrasound on 795 inhabitants of a Sudanese village in which S. mansoni is endemic: advanced periportal fibrosis was observed in 12% of the population; 35% of the affected subjects exhibited signs of portal hypertension. Age (odds ratio (OR), 11.5), gender (OR, 4.2), and infection levels (OR, 2.2) were significantly (p < 0.01) associated with hepatic fibrosis. Cytokines produced by egg-stimulated blood mononuclear cells from 99 subjects were measured (75 with no or mild fibrosis; 24 subjects with advanced fibrosis). Multivariate analysis of cytokine levels showed that high IFN-γ levels were associated with a marked reduction of the risk of fibrosis (p = ‫OR, 0.1); in contrast, high TNF-α levels were associated with an increased risk (p = 0.05; OR, 4.6) of periportal fibrosis. Moreover, infection levels were negatively associated with IFN-γ production. These results with observations in experimental models strongly suggest that IFN-γ plays a key role in the protection of S. mansoni-infected patients against periportal fibrosis, whereas TNF-α may aggravate the disease.
ISSN: 0022-1767

Droits : http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/
hal-01211587
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01211587/document
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01211587/file/929.full.pdf
DOI : 10.4049/jimmunol.169.2.929

Résumé : La connaissance des facteurs qui influent sur les populations de tiques et en particulier sur leurs distributions est un préalable indispensable à l’étude des maladies qu’elles transmettent. Parmi eux, l’importance des facteurs biotiques et en particulier celle de la compétition interspécifique est peu connue et souvent négligée. L’objectif de ce travail était d’évaluer le rôle de la compétition interspécifique sur la distribution de deux espèces de tiques d’importance vétérinaire, Amblyomma variegatum et A. hebraeum. Alors que seule A. variegatum favorise la transmission de la dermatophilose, une maladie de peau débilitante pour les ruminants, les deux espèces sont vectrices de la cowdriose, maladie due à une bactérie Ehrlichia ruminantium qui représente une contrainte économique majeure pour l’élevage. L’impact de l’espèce vectrice dans l’épidémiologie de la cowdriose (différences de souches circulantes, sévérité des cas,…) est inconnu bien qu’ayant potentiellement des conséquences en termes de surveillance (risque épidémiologique à l’introduction d’animaux) et de contrôle (développement de vaccin régional adapté aux souches circulantes) de la maladie. Ces deux espèces ont une distribution contiguë en Afrique australe avec peu de chevauchement (distribution parapatrique) suggérant une préférence environnementale différentielle ou une compétition exclusive entre elles. Une revue des données de la littérature a permis de mettre en évidence un chevauchement de leur niche trophique, climatique, et temporelle, et une interférence comportementale via la production de leurs phéromones. Les deux espèces pourraient donc rentrer en compétition directement par interférence communicative ou reproductive (hybridation stérile), ou indirectement via le partage de ressources, prédateurs ou pathogènes communs. Le rôle des facteurs biotiques et abiotiques sur le maintien de la parapatrie de ces deux espèces a été analysée (i) d’une part par la comparaison de leur niche environnementale réalisée en Afrique australe, et aux deux zones de contact au Zimbabwe et Mozambique, par des méthodes d’ordination et de modèles de niche (Maxent) ; (ii) et d’autre part par l’étude de leurs distributions et de leurs interactions (distribution sur les hôtes, croisements hétérospécifiques) dans la zone de contact au Mozambique. Globalement les résultats montrent qu’en Afrique Sud-Est et au Zimbabwe les deux espèces occupent des niches environnementales distinctes, celle d’A. hebraeum incluant des zones plus chaudes et plus sèches que celle d’A. variegatum. Au contraire au Mozambique les deux niches se chevauchent considérablement. L’enquête de terrain dans cette zone montre que les deux espèces y sont moins souvent trouvées en sympatrie que les données prédites, suggérant une distribution en partie déterminée par des interactions biotiques. Dans les rares sites avec présence des deux espèces, A. variegatum et A. hebraeum partagent les mêmes sites de fixation sur les animaux et forment un pourcentage relativement élevé de couples hétérospécifiques. Ce pourcentage, bien que similaire entre les femelles A. variegatum et A. hebraeum, semble impliquer des processus de discrimination spécifique propres aux deux espèces intervenant au niveau de l’agrégation, de la fixation et du contact des individus. Nos résultats suggèrent l’existence d’une compétition exclusive entre les deux espèces, due à une compétition sexuelle probablement associée à une compétition indirecte. La frontière parapatrique semble occuper une position stable le long d’un gradient environnemental au Zimbabwe mais pas au Mozambique. Les conditions entrainant la coexistence ou l’exclusion des deux espèces avec formation d’une frontière parapatrique sont discutés à l’aide de modèles théoriques de compétition.
Studying the factors that influence tick populations and their distributions is an essential pre-requisite to understanding the dynamics of the diseases they transmit. The relative importance of biotic factors such as interspecific competition is not well known and often neglected. The objective of this study was to assess the influence of interspecific competition on the distribution of two tick species of veterinary importance, Amblyomma variegatum and A. hebraeum. Whereas only A. variegatum is known to favor dermatophilosis, a debilitating skin disease of ruminants, both species are good vectors of Ehrlichia ruminantium, the bacteria causing heartwater, a fatal disease of ruminants that presents a major constraint for livestock development in Africa. The impact of vector species in heartwater epidemiology (differences of circulating strains, severity of clinical cases…) is poorly known but may have important implications for surveillance (epidemiological risk of imported animals) and control (adapting regional vaccine programs to circulating strains) of the disease. These two ticks have abutting and marginally overlapping (i.e. parapatric) distributions in southern Africa, suggesting either differential environmental preferences or exclusive competition between the two species. A review of published data highlighted an important overlap of their trophic, climatic and seasonal niche, and existence of chemical behavior interference through pheromone production. Therefore, the two species might compete either directly by communicative or reproductive interference (sterile hybridization), or indirectly by sharing the same resources, predators or pathogens. The role of biotic and abiotic factors in determining parapatry of these species was assessed by (i) comparing their realized environmental niche in southern Africa, and at contact zones in Zimbabwe and Mozambique, using ordination techniques and environmental niche modeling (Maxent); (ii) studying their distributions and their interactions (distribution on co-infested host, heterospecific mating) at the contact zone in Mozambique. Globally, the results indicated the two species occupied distinctly different environmental niches in southern Africa and at the contact zone in Zimbabwe, with the niche of A. hebraeum including both hotter and drier areas than that of A. variegatum. However, in Mozambique their niches overlapped considerably. Field studies within this zone showed that sympatry was observed less frequently than predicted by niche models, suggesting an importance of biotic interactions. At the rare sites where both species were present, A. variegatum and A. hebraeum were observed to share the same preference sites on hosts and formed a high percentage of heterospecific pairs. Though this cross-mating rate was not significantly different between A. variegatum and A. hebraeum females, our observations suggest different mechanism of species discrimination involved for the two species acting at the aggregation, fixation and partner contact level. Our results strongly suggest exclusive competition between these species may arise from sexual competition probably interacting with other indirect forms of competition. The parapatric boundary apparently occupies a stable location along an environmental gradient at the contact zone in Zimbabwe but not in Mozambique. Conditions inducing coexistence or exclusion of both species with the formation of parapatric distributions are discussed in relation to theoretical models of competition. When sexual competition is introduced in these models, the relative frequency of two species is determined by their endogenous fitness (a function of environmental conditions), density dependent effects of competitive interactions, historical distributions and dispersal rates: survival of the first prevails when the immigration rate of a fitter invading species remains lower than an invasion threshold.

http://www.theses.fr/2014AGUY0705/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The Deep Basin of the Gulf of Mexico (DBGM) extends over eastern Mexico, the southeastern part of the United States, west of the Atlantic Ocean. This study, based on the interpretation and integration of seismic profiles, exploration wells and outcrop studies, focus on the deep part of the Gulf of Mexico, where bathymetry varies from 200 to 3750 m, thus comprising both the continental slope and the abyssal plain. The first part of this thesis focus on the description of the sedimentary infill of the western part of the Gulf of Mexico, in the Veracruz State, and to its geodynamic controls. The geodynamic evolution of the Deep Basin of the Gulf of Mexico (DBGM) begins during the Triassic-Jurassic with the break-up and the opening of a continental rift, in the southern part of the North American lithospheric plate. This opening induced a relative movement of the Yucatan Block towards the southeast. This intra-continental rifting episode was followed by a stage of post-rift thermal subsidence in the basins of the continental margin in the west, coeval with oceanic accretion in the DBGM. The thermal subsidence of the margin was subsequently modified by the Laramian orogeny, which impacted strongly the overall architecture of the margin as well as its litho-stratigraphic evolution, inducing the deposition of siliciclastic deposits in various morphotectonic provinces: i.e., near the tectonic front of the Sierra Madre Oriental (SMO), within the adjacent Chicontepec foreland basin, over the Tuxpan Platform (Golden Lane), across the continental slope and up to the deep abyssal plain, these two last morphotectonic provinces belonging to the DBGM. During the Early Paleogene, the effects of the thermal subsidence of the passive margin were stressed by the tectonic load of the Laramian orogen (i.e., the Sierra Madre Oriental, SMO), thus allowing the development of a foreland basin flexural. In this geodynamic framework, the main sedimentary transfers developed from the tectonic front "SMO" in the west, towards the DBGM in the east, the main source for clastic sediments being linked to the erosion of the "SMO" mountains. During the Paleocene and the Early Eocene, the architecture of the silici-clastic syn-tectonic sediments deposited in submarine fans was characterized by sliding, turbidites with A and B Bouma facies, as well as levees and channels. After the stop of the flexural subsidence, the thermal subsidence of the passive margin resumed during the Late Eocene, the Oligocene and the Neogene, allowing the development of a new sedimentary prism, prograding eastwards toward the DBGM. This sedimentary infill was again made up of levees-channels, sand bars and delta systems. During the Neogene, an extensional system with listric faults and roll-over features developed across the slope of the DBGM, due to an active detachment developing within overpressured Eocene-Oligocene clays. This gravitational gliding of Neogene series accounted also for the development of compressional features at the toe of the slope. Approximately 60% of the Miocene siliciclastic sediments have been trapped in growth strata and slope basins associated with this complex gravitational system, ranging from river-delta features towards gravity slides associated with slump facies. The second part of this thesis aims at a quantification of these various processes, including the construction of balanced cross sections, forward Thrustpack kinematic modelling coupling the development of a basal detachment, lithospheric flexure, erosion and sedimentation, as well as subsequent stratigraphic modelling with the Dionisos software, the later aiming at predicting the sand versus clay ratios in Neogene siliciclastic deposits of the DBGM and its surroundings.
Le bassin profond du Golfe du Mexique (BPMG) est localisé à l'est du Mexique, au sud-est des États-Unis et à l'ouest de l'Océan Atlantique. Cette étude de la partie profonde du Golfe du Mexique est basée sur l'intégration de données de sismique, de forages pétroliers et d'études de terrain; elle comprend toute la pente continentale et la plaine abyssale, avec une bathymétrie qui varie de 200 à 3750 m. La première partie de cette thèse est consacrée à la description du remplissage sédimentaire de la bordure occidentale du Golfe du Mexique, dans le secteur de Veracruz, en liaison avec son évolution géodynamique. L'évolution géodynamique du BPMG commence au Trias-Jurassique avec la rupture et la propagation d'un rift continental, dans le secteur sud de la plaque nord américaine. Cette ouverture et le déplacement relatif vers le sud-est du bloc crustal du Yucatan sont à l'origine du BPGM. Cette géodynamique de rift continental est suivie d'une étape post-rift accompagnée de l'océanisation du bassin. Les bassins de la marge passive ont poursuivi leur évolution sous l'effet de la subsidence thermique à l'ouest du Golfe du Mexique, tandis que de la croûte océanique se formait dans le BPGM. Cette subsidence thermique de la marge a ensuite été perturbée par l'orogénèse Laramienne, qui a remodelé l'architecture stratigraphique silico-clastique des dépôts du Tertiaire entre les éléments morphotectoniques suivants: lefront tectonique de la Sierra Madre Orientale (SMO), le bassin d'avant-pays Chicontepec, la Plateforme de Tuxpan-Faja de Oro, la pente continentale et la plaine abyssale, ces deux dernières provinces morphotectoniques appartenant au BPGM. Pendant le Paléogèneinférieur, les effets de la subsidence thermique de la marge passive ont été accentués par la charge tectonique de l'orogénèse laramienne (SMO), permettant ainsi le développement d'un bassin flexural d'avant-pays. Au cours de cette étape, les principaux transferts sédimentaires se sont effectués du front tectonique "SMO" vers le BPGM. La source principale de sédiments clastiques est liée à l'érosion de la chaîne de montagnes "SMO". Pendant le Paléocène et l'Éocène inférieur, l'architecture des premiers sédiments silico-clastiques syn-tectoniques déposés dans des éventails sous-marins sont caractérisés par des figures de glissement, des faciès turbiditiques A et B de Bouma, des chenaux-levées. Après l'arrêt de la subsidence flexurale, la subsidence thermique de la marge passive s'est poursuivie pendant l'Éocène supérieur, l'Oligocène et le Néogène, permettant le développement d'un nouveau prisme sédimentaire progradant. Les remplissages sédimentaires sont encore constitués de chenaux et de levées, avec des barres de sable associées à des systèmes deltaïques sur la plateforme. Pendant le Néogène, un système de failles listriques s'est développé sur la pente du BPGM, au-dessus d'une surface de décollement située, dans la région d'étude, dans les argiles de l'Éocène-Oligocène. Ce système de failles de croissance a piégé plus de 60% des sédiments silico-clastiques du Miocène. Ce remplissage sédimentaire évolue latéralement de faciès fluviaux deltaïques vers des faciès de pente affectés de glissements gravitaires et associés à des turbidites. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à une approche quantitative basée sur des modélisations structurales (coupes équilibrées et modélisations cinématiques directes avec Thrustpack, couplant décollement gravitaire, flexure lithosphérique, érosion et sédimentation), puis sédimentaires (prise en compte des transferts de matériel clastique depuis la partie émergée de la chaîne jusqu'au bassin profond, à l'aide du logiciel Dionisos, afin de mieux comprendre les processus de piégeage des sédiments grossiers dans les structures de croissance et les bassins perchés de la marge.
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Résumé : Chez la banane dessert, les saveurs sucrée et acide, caractéristiques importantes pour les consommateurs, sont pilotées par les teneurs en acides citrique et malique. Ce travail a donc porté sur l’étude des processus physiologiques qui pilotent l’accumulation de ces acides dans la pulpe de banane (Musa sp. AA) en combinant analyse expérimentale et modélisation écophysiologique. Nous nous sommes notamment intéressés à l’effet du génotype et des conditions de croissance du fruit en adoptant une approche intégrative liant les phases pré et post récolte.Les effets de la charge en fruit, de la fertilisation potassique, et du stade de récolte sur l’accumulation du citrate et du malate dans la pulpe ont été étudiés expérimentalement. La variabilité génotypique a été prise en compte en choisissant trois génotypes présentant des acidités contrastées à maturité. Des différences d’évolution des teneurs en acides, dues à des modifications métaboliques, ont été observées entre les génotypes pendant les phases pré et post récolte. Le stade de récolte a eu un effet significatif sur les teneurs en acides des fruits pendant la maturation post récolte. La charge en fruit et la fertilisation potassique n’en ont eu aucun. Des modèles écophysiologiques ont été développés pour prédire différents critères d’acidité de la banane en pré et post récolte. Le pH et l’acidité titrable ont été prédits par un modèle d’équilibres acido-basiques, la teneur en malate par un modèle de stockage vacuolaire, et la teneur en citrate par un modèle du cycle de Krebs. Ces modèles ont permis d’identifier les processus physiologiques clés qui pilotent l’acidité de la banane. Des paramètres génotypiques ont été identifiés liés à l’activité de l’enzyme malique mitochondriale et à celle des transporteurs mitochondriaux du malate pour le modèle citrate, et à l’activité des pompes à protons vacuolaire ATPases pour le modèle malate. Ces modèles ont également permis de disséquer l’effet des conditions de croissance du fruit sur l’acidité de la banane. L’intégration des modèles développés dans un modèle d’élaboration de l’acidité et son utilisation potentielle pour l’amélioration variétale sont discutées.
Citric and malic acids determine the sourness and sweetness of banana pulp, which are the two main determinants of consumer preferences. The present work focused on the physiological processes controlling the accumulation of citric and malic acids in banana pulp (Musa sp. AA) using experimental analysis and ecophysiological modeling. We chose an integrative approach linking the pre and post-harvest stages, and focused on the effect of genotype and fruit growing conditions. Experiments were conducted to study the effect of fruit load, potassium fertilization and fruit age at harvest on the accumulation of citrate and malate in banana pulp. To account for genotypic variability, three genotypes with contrasting acidity at the eating stage were studied. Major differences in the pattern of citrate and malate accumulation were found in the three cultivars both during growth and post-harvest ripening and were shown to be the result of metabolic changes. The harvest stage had a significant effect on the concentrations of acids during post-harvest ripening. Fruit load and potassium fertilization had no effect.Ecophysiological models were developed to predict several banana acidity criteria during the pre and post harvest stages. pH and titratable acidity were predicted by a model of acid-base reactions; malate content by a model of vacuolar storage; and citrate content by a model of the TCA cycle. These models led to the identification of the key physiological processes that control banana acidity. Genotypic parameters were identified, which were related to the activity of the mitochondrial malic enzyme and of the malate mitochondrial carriers in the citrate model, as well as to the activity of the vacuolar proton pump, ATPase, in the malate model. The two models were also used to analyze the effects of fruit growth conditions on banana acidity.Combining the three models in a global model of banana acidity, and the possible use of this model for varietal improvement are discussed.

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Éditeur(s) : HAL CCSD European Geosciences Union
Résumé : International audience
The seasonal climate drivers of the carbon cycle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combination of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measurements and 35 litter productivity measurements), their associated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonality in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rainfall is < 2000 mm yr(-1) (water-limited forests) and to radiation otherwise (light-limited forests). On the other hand, independent of climate limitations, wood productivity and litterfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosynthetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest productivity in a drier climate in water-limited forest, and in current light-limited forest with future rainfall < 2000 mm yr(-1).
ISSN: 1726-4170

hal-01557759
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759/document
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759/file/bg-13-2537-2016.pdf
DOI : 10.5194/bg-13-2537-2016

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Cell signaling contains the whole biological mecanisms allowing the response of a cell to its microenvironnement in an adapted way. Many extremely intertwinned biological reactions are involved in a network that behaves as a complex system. The understanding of cell response requires the development of data acquisition technics and methods to formalize data into models. This point is the main drive of this thesis. We present here two approaches in order to analyse different granularities of cell signaling. In the first one, we used differential model to study the role of a new component of TGF-β canonical pathway. In the second one, we explored the combinatorial complexity of cell signaling, developing a discrete formalism based on guarded transitions. In this approach, we interpreted the whole database Pathway Interaction Database into a single unified model of signal transduction. Simulation and analysis methods, such as reachability and invariance research, have been developed. The interests are presented through an application on cell cycle regulation by cell signaling, and a global analysis on the regulation of genes compared to experimental data.
La signalisation cellulaire regroupe l'ensemble des mécanismes biologiques permettant à une cellule de répondre de façon adaptée à son microenvironnement. Pour ce faire, de nombreuses réactions biologiques entrent en jeux avec un important enchevêtrement, créant ainsi un réseau dont le comportement s'apparente à un système complexe. Le compréhension de la réponse cellulaire à une stimulation passe par le développement conjoint des techniques d'acquisition de données, et des méthodes permettant de formaliser ces données dans un modèle. C'est sur ce dernier point que s'inscrivent les travaux exposés dans cette thèse. Nous présentons ici deux approches visant à répondre à des questions de natures différentes sur la signalisation cellulaire. Dans la première nous utilisons un modèle différentiel pour étudier le rôle d'un nouvel interactant dans la voie canonique du TGF-beta. Dans la seconde nous avons exploré la combinatoire de la signalisation cellulaire en développant un formalisme discret basé sur les transitions gardées. Cette approche regroupe l'interprétation de la base de données Pathway Interaction Database dans un unique modèle dynamique de propagation du signal. Des méthodes de simulations et d'analyses inspirées des techniques de vérification de modèles telles que l'atteignabilité et l'invariance ont été développées. En outre, nous avons étudié la régulation du cycle cellulaire en réponse à la signalisation, ainsi que la régulation des gènes de notre modèle en comparaison avec des données d'expressions.
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