Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
La littérature existante sur la stabilité des systèmes est assez importante mais disparate et l’objet de ce livre est de réunir en un seul document les résultats essentiels sur la stabilité des systèmes dynamiques de dimension finie et leurs extensions dans le cas de dimension infinie. Comme les systèmes distribués évoluent dans le temps et l’espace, les explorations et les recherches sur leur stabilité étaient essentiellement centrées sur le domaine global dans lequel évolue le système. Nous avons fortement ressenti que, dans ce sens, des considérations importantes manquaient : celles qui consistentà considérer que le système peut faire l’objet d’intérêt dans une certaine région donnée de ce domaine global. Cela est le cas dans de nombreuses applications allant des sciences de l’ingénieur aux sciences du vivant. Pour cette raison, nous avons dédié cet ouvrage à une extension des résultats classiques au cas régional.Cet ouvrage s’adresse aux étudiants des licences et masters, aux élèves ingénieurs et aux chercheurs intéressés par la stabilité des systèmes dynamiques, sous diverses aspects. Il est organisé en suivant une difficulté croissante. Le premier chapitre portent sur la stabilité et la stabilisabilité des systèmes localisés (c’est-à-dire décrits par des équations différentielles ordinaires), puis sur la stabilité des systèmes linéaires distribués (c’est-à-diredécrits par des équations différentielles aux dérivées partielles). Les chapitres suivants concernent des aspects originaux et innovantsde la stabilité et la stabilisabilité de certaines classes de systèmes motivés par des applications réelles, c’est-à-dire les systèmes semilinéaireset bilinéaires. La stabilité de ces systèmes a été considérée d’un point de vue global et régional. Un aspect particulier concernant la stabilité du gradient a été également considéré pour diverses classes de systèmes.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01297263

ISBN : 978-2-35412-231-7
hal-01297263
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This work is devoted to the theoritical research and to the numerical calculus of weak solutions (in the sens of generalized functions) for the non linear transport equation((∂u)/(∂t))(x,y,t)+a(x,y,t)((∂f(u))/(∂x))(x,y,t)+b(x,y,t)((∂g(u))/(∂y))(x,y,t)=0 pour t>0with the initial condition u(x,y,0)=u₀(x,y) where the functions {(x,y,t)→a(x,y,t)} and {(x,y,t)→b(x,y,t)} belong to L^{∞}(R²×R⁺) (but can be discontinuous), the functions f and g are smooth and monotonous, the function {(x,y)→u₀(x,y)} belongs to L^{∞}(R²). We recall the necessary notions on nonlinear generalized functions for introducing their tensorial product. The main results (to determine the weak solutions) are sufficient conditions so that, when a sum of généralized functions (like Heaviside or Dirac products) is associated with zero, each terms of the sum is equal to zero. Thanks to these theoretical results, we can solve the Riemann problem with the help of a solver written like tensorial product of Heaviside functions (or like a sum of tensorial product of Heaviside functions) in order to obtain the weak solutions. These weak solutions allow to develop two dimensional numerical Godunov type schemes. Then, numerical tests are performed which give a comparison between the results obtained by these 2D schemes and the ones of the splitting method. These tests prove that the 2D numerical schemes are as reliable as the ones obtained by splitting. They are also more simple in their expression. Moreover, a more detailed comparative study of the two types of numerical schemes show that the 2D schemes are far less expensive in the linear case as well as in the non linear case. They are stable for the L^{∞} norm, unlike the splitting schemes. At least some perspectives as well as an existence theorem of a strong solution "almost eveywhere" for linear hyberbolic systems are studied.
Nous nous intéressons à la recherche et au calcul numérique de solutions faibles (au sens des fonctions généralisées) de l'équation de transport non linéaire((∂u)/(∂t))(x,y,t)+a(x,y,t)((∂f(u))/(∂x))(x,y,t)+b(x,y,t)((∂g(u))/(∂y))(x,y,t)=0 pour t>0complétée de la condition initiale : u(x,y,0)=u₀(x,y) où les fonctions {(x,y,t)→a(x,y,t)} et {(x,y,t)→b(x,y,t)} appartiennent à L^{∞}(R²×R⁺) (mais peuvent être discontinues), les fonctions f et g sont lisses et monotones, la fonction {(x,y)→u₀(x,y)} appartient à L^{∞}(R²). Des rappels sur les fonctions généralisées nous permettent d'introduire leur produit tensoriel. Un des résultats clés (pour déterminer ultérieurement les solutions faibles cherchées) donne des conditions suffisantes pour que, lorsqu'une somme de fonctions généralisées (de type produit d'Heaviside ou de Dirac) est associée à 0, chacun des termes de la somme est nul. Grâce à ces résultats théoriques, on résout le problème de Riemann 2D à l'aide d'un solveur s'écrivant comme produit tensoriel de fonctions type Heaviside (ou comme somme de produit tensoriel de fonctions type Heaviside) afin d'obtenir les solutions faibles. Ces solutions faibles permettent la construction des schémas numériques de type Godunov 2D. Nous les validons par des test numériques comparant les résultats obtenus par ces schémas 2D et ceux de la méthode du splitting. Ces tests montrent que les schémas numériques 2D sont aussi fiables que ceux par splitting, alors qu'ils sont plus simples dans leur écriture. Une étude comparative plus complète entre les deux types de schémas numériques montre de plus que les schémas 2D sont nettement moins coûteux à la fois dans les cas linéaire et non linéaire et qu'ils sont stables pour la norme L^{∞}, contrairement aux schémas par splitting. Enfin des perspectives ainsi qu'un théoréme d'existence de solutions fortes "presque partout" pour des systèmes hyperboliques linéaires sont abordés.
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01487366

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Résumé : Ce travail de thèse est consacré à l’étude d’équations d’évolution et d’équations différentielles à argument constant par morceaux. L’étude des équations différentielles à argument constant par morceaux est un domaine important car ces équations ont la structure de système dynanmique de longueur constante. La continuité des solutions conduit à une relation de récurrence entre les valeurs de cette dernière entre les points n et n+1, où n est un entier relatif quelconque. Par conséquent les équations différentielles à argument constant par morceaux combinent à la fois les propriétés des équations différentielles et des équations aux différences. Nous étudierons l’existence de solutions presque automorphes et S-asymptotiquement omega-périodiques d’équations d’évolutions et d’équations à argument constant par morceaux. L’étude de solutions presque automorphes et S’asymptotiquement omega periodiques est motivé par le fait que ces fonctions généralisent celle des fonctions périodiques. Nous obtiendrons donc des résultats concernant l’existence et l’unicité de solutions presque automorphes et S asymptotiquement omega périodiques de plusieurs équations d’évolutions. Cette problématique sera notamment étudiée dans le cadre des équations d’évolutions appartenant à la classe des équations différentielles à argument constant par morceaux.
This thesis deals with the study of evolution equations and differential equations with piecewise constant argument. Studies of such equations were motivated by the fact that they represent a hybrid of discrete and continuous dynamical systems and combine the properties of both differential and differential-difference equations. We study the existence of almost automorphic solutions and S asymptotically omega periodic solution of evolution equations and differential equations with piecewise constant argument. The study of almost automorphic and S asymptotically omega periodic functions is motivated by the fact that these functions generalize the concept of periodic functions. Therefore, we obtain results about existence and unicity of almost automorphic and S asymptotic omega periodic solution of evolution equations. We will study this problem considering evolution equations who belong to a class of differential equation with piecewise constant argument.

http://www.theses.fr/2013AGUY0599/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier Masson
Résumé : The Great Glen Fault (GGF) is a major lithospheric strike-slip fault system that cuts across the Caledonian orogenic belt of Scotland. It separates the Northern Highlands terrane from the Grampian terrane. Movement history along the fault extends at least into the Early Palaeozoic. The low-temperature history of the Scottish Highlands covers a significant period from the Late Palaeozoic to the Present, but the magnitude of vertical movements that affected the GGF area during that time is still a matter of debate. Fission track analysis on detailed vertical profiles in the Ballachulish and Strontian complexes, as well as on a profile oriented northeastwards across the GGF, reveals distributed differential vertical movements along the fault during the Late Palaeozoic. The Mesozoic denudation is estimated at a maximum of 2 km before a more recent widespread exhumation event that started at around 40–25 Ma, leading to 1.6 to 2 km of erosion. La Great Glen Fault (GGF) est un système décrochant lithosphérique majeur qui traverse la chaîne calédonienne d'Écosse. Il sépare les domaines des Northern Highlands et de Grampian. L'histoire tectonique de ce système remonte au moins au Paléozoïque inférieur. L'histoire de la dénudation des Highlands d'Écosse s'étend du Paléozoïque supérieur jusqu'au Présent, mais l'ampleur des mouvements verticaux ayant affecté la zone autour du système de la GGF pendant cette période est toujours sujette à débat. Les analyses traces de fission réalisées sur des profils verticaux dans les complexes granitiques du Ballachulish et de Strontian, ainsi que sur un profil plus au nord-est à travers la GGF, mettent en évidence des mouvements différentiels distribués de part et d'autre de la faille au Paléozoïque supérieur. La dénudation mésozoïque est estimée au maximum à 2 km, avant un dernier épisode de surrection généralisée à partir de 40–25 Ma, qui provoque environ 1,6 à 2 km d'érosion.
ISSN: 1631-0713

hal-00406583
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00406583
DOI : 10.1016/j.crte.2006.12.005

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Karst systems are the most important groundwater reservoirs in Mediterranean area. Beyond saturated zone, unsaturated zone constitute an entity where water storage and transfer play a major role in a global behavior of spring water. This structure and functioning are complex and not well known because of the high heterogeneity created and organized by groundwater flow. In this study, we used gravimetric and hydrogeologic method to directly observe and quantify water storage and transfer processes in unsaturated zone of karst system. Surface to depth gravity measurements on several karst system allow quantifying seasonal water storage changes in unsaturated zone. We show that these variations occur in the first tens meters of unsaturated zone. Furthermore, water storage capacity of unsaturated zone seems to be influenced by lithology (limestone or dolomite). Finally, direct observations of water flow in unsaturated zone are done using caves access. We show that some characteristics of unsaturated water flow such as bipolar slow-fast flow can be widespread for whatever depth of measurement and recharge area. Model of this flow, using a simple modeling scheme, show the complexity of water transfer processes in unsaturated zone of karst system.
Les aquifères karstiques constituent l'essentiel des ressources en eau du pourtour Méditerranéen. Au-delà de la zone saturée de ces systèmes, la zone non saturée constitue une entité importante quant au transfert et au stockage temporaire de l'eau. La structure et le fonctionnement de cette entité du karst sont complexes et mal connus à cause du processus de karstification qui hiérarchise la circulation hydrodynamique en son sein. Dans cette étude nous utilisons des méthodes géodésiques et hydrogéologiques afin d'observer de façon directe et de quantifier les processus de transfert et de stockage de la zone non saturée. Les mesures gravimétriques en surface et profondeur sur différents systèmes karstiques ont permis de quantifier les variations du stockage en eau saisonnier dans la zone non saturée. La gravimétrie différentielle montre que ces variations sont réparties dans les quelques premiers mètres de la zone non saturée. Il semble, de plus, que la capacité de stockage de la zone non saturée soit fonction de la lithologie de l'encaissant (calcaire et dolomie). Enfin, des observations directes du flux d'eau en zone non saturée ont été effectuées par le biais de mesures dans différentes cavités. Nous montrons que certaines caractéristiques du flux d'eau en zone non saturée, comme la présence d'un flux bipolaire lent-rapide, peuvent être généralisées quelque soit la profondeur de mesure et la surface d'impluvium. La modélisation de ce flux, à partir d'un schéma simple, a montré la complexité des processus de transfert engendrés au sein de la zone non saturée.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00829346

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Résumé : Dans cette thèse, nous présentons deux modèles mathèmatiques qui simulent la dynamique d'une épidémie de dengue à Cuba. Le premier modèle est décrit par un système d'équations différentielles ordinaires dans le but d'estimer certains paramètres essentiels dans l'évolution de l'èpidérnie. Le deuxième modèle utilise une inclusion différentielle afin de simuler la dynamique sous incertitudes. Nous passons aussi en revue une famille de modèles d'équations différentielles pour l'épidémie de VIH/SIDA à Cuba et nous reformulons l'un de ces modèles en une inclusion différentielle. En outre, pour analyser le comportement de ces deux épidémies et l'effet de l'intervention nous développons un algorithme pratique pour le calcul des ensembles atteignables des inclusions différentielles, qui fournit un cadre mathématique nous permettant de faire des prédictions appropriées de toutes les variables d'état des modèles
Ln this work we present two mathematical models that simulate the dynamics of an epidemic outbreak of dengue disease in Cuba. The i first model is described by a system of ordinary differential equations with the purpose of estimaling some essential parameters in the evolution of the epidemie. The second model uses a differential inclusion in order to simulate the dynamic under uncertainties. Also, we review a family of ordinary differential equations models of HIV/AIDS epidemic in Cuba and one of these models is reformulated as a differential inclusion. In addition, to analyze the behavior of these two epidemies and the effect of intervention, we develop a practical algorithm for the computation of the reachable sets of the differential inclusions, providing a mathematical framework allowing us to make suitable predictions of aII state variables of the models at a future time.

http://www.theses.fr/2011AGUY0413

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.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926487

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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier Masson
Résumé : International audience
The Société de pneumologie de langue française defines acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (AE COPD) as an increase in daily respiratory symptoms, basically duration ≥ 48h or need for treatment adjustment. Etiology of EA COPD are mainly infectious, viral (rhinovirus, influenzae or parainfluenzae virus, coronavirus, adenovirus and respiratory syncytial virus) or bacterial (Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, or Moraxella catarrhalis). Pollutant exposure can also lead to AE COPD, such as NO2, SO2, ozone or particulates (PM10 and PM2.5). In 30% the etiology remains unknown. Differential diagnoses of AE COPD include infectious pneumonia, pneumothorax, acute heart failure and pulmonary embolism. Presences of signs of severity impose hospitalization: signs of respiratory distress, shock, acute confusion but also fragile patients, insufficient home support or absence of response to initial treatment. AE COPD treatments consist on increase in bronchodilators, chest physiotherapy, and antibiotics if sputum is frankly purulent. Systemic corticosteroids should not be systematic.Recommended dose is 0.5 mg/kg on short course (7 days). During hospitalization, oxygen supplementation and thromboprophylaxis could be prescribed. The main interest in noninvasive ventilation is persistent hypercapnia despite optimal medical management. During ambulatory management or hospitalization, clinical assessment at 48-72h is mandatory. L’exacerbation aiguë de bronchopneumopathie chronique obstructive (EA BPCO) représente un événement important dans l’histoire naturelle de la BPCO, notamment en cas d’hospitalisation. Les EA BPCO interviennent dans la gravité et l’évolution de la BPCO ; et leur prévention est un des objectifs principal des traitements de fond.
La Société de pneumologie de langue française définie l’exacerbation aiguë de bronchopneumopathie chronique obstructive (EA BPCO) comme une majoration des symptômes respiratoires au-delà des variations quotidiennes, en pratique, d’une durée ≥ 48h ou justifiant une modification thérapeutique. L’étiologie de ces EA BPCO est principalement infectieuse, virale (rhinovirus, virus influenzae et parainfluenzae, coronavirus, adénovirus et virus respiratoire syncytial) ou bactérienne (principalement Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae et Moraxella catarrhalis). Elles peuvent également résulter de l’exposition à certains polluants comme le NO2, le SO2, l’ozone et la pollution particulaire (PM10 et PM2,5). L’étiologie reste indéterminée dans près de 30 % des cas. Les diagnostics différentiels des EA BPCO incluent les pneumopathies infectieuses, les pneumothorax, les poussées d’insuffisance cardiaque et les embolies pulmonaires. La présence de signes de gravité conditionnent l’hospitalisation : signes d’insuffisance respiratoire aiguë, de choc ou de défaillance neurologique, mais aussi en cas de patient fragile, d’absence de soutien familial à domicile ou d’absence de réponse au traitement initial. Le traitement d’une EA BPCO consiste en une majoration des bronchodilatateurs, une kinésithérapie respiratoire, une antibiothérapie en cas d’expectoration franchement purulente.La prescription de corticoïdes systémiques ne doit pas être systématique. La dose recommandée est de 0,5 mg/kg sur une courte période (7 jours). Lors d’une hospitalisation, une oxygénothérapie et une thromboprophylaxie peuvent être prescrite. La ventilation noninvasiveest principalement indiquée en cas de persistance d’une hypercapnie malgré un traitement médical optimal. Que le patient soit pris en charge en ambulatoire ou en hospitalisation, une réévaluation clinique à 48-72h est indispensable.
ISSN: 0755-4982

hal-01117949
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https://hal-univ-rennes1.archives-ouvertes.fr/hal-01117949/file/Prise%20en%20charge%20des%20exacerbations_accepted.pdf
DOI : 10.1016/j.jeurea.2015.02.002

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
Annales Mathématiques B.Pascal 18

hal-01529512
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Diffusion du document : INRA Documentation de Centre, Domaine de Duclos, 97170 Petitt-Bourg (Guadeloupe, France) Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Because soil respiration representes 80% of ecosystem respiration, it is a major flux between biosphere and atmosphere. We examined the effects of root and litter exclusion on soil CO! efflux (Rsu1) using trenching and litter exclusion in a tropical plantation constituted of trees seedlings installed in 16 mono-specific stands 20 years ago near Kourou, French Guyana. Soil CO2 efflux was measured using an infra red gas analyser (PP System,EGM4 ) at 16 randomly distributed plot in each treatment: control, root exclusion, litter exclusion and both root and litter exclusion. in the plantation. We measured R'1l1during four periods, and we have collected soil samples, litter biomass and measured moisture at 5 cm depth in the soil. Soil CO, efflux varied significantly among species from 2,8±O,7f1mo l. m''. s' (mean ± standard deviation) to 7.4± 1.7fLmol. n'-' . s ' for Qualea rosea and Vochys ia tomentosa, respectively. 1'0 significant correlation was found between RSIlI variability and soil moisture, which is mostly related to soil texture in the experimental site. Soil CO2 efflux was significantly reduced in litter exclusion treatment and root exclusion plots (6 months litter and/or root exclusion) during ail measurements period and for ail species, compared to control plots. The reduction of soil CO, efflux was higher in plot without root than in plot without litter of control plot (42% and 25%, respectively). There was an import ant specific diversity in these reductions . We estimated the contribution of roof respiration (Rr) to total Rso1 by calculating the difference between Rso1 control and Rsn l root exclusion plot corrected for the decomposition of root that were killed following t re n e h in ~. Thus the heterotrophic component of soil carbon efflux accounts for 46% of total carbon efflux (1,9f1 mol. rn" . s•') while root respiration accounts for 54% of soil carbon release (2,3 ~t mo l. m-2 S-I) . Because there was a negative and significant correlation between microbial respiration (Rrn) and C/N of mature leaves it seemed to be possible to predict Rm if we known the mature leaves quality. In addition a good estimate theorical R ~, values from R~, measured in different treatments.
La respiration du sol en représentant une part de 80% de la respiration de l'écosystème apparaît être un flux majeur entre la biosphère et l'atmosphère. Nous avons étudié les effets de l'exclusion racinaire et de la litière sur le flux de CO, du sol (R ~ , ) en utilisant la méthode de " Trench-plots" et de suppression de litière dans une plantation d'arbres tropicaux. Ces arbres, âgés de 20 ans ont été plantés sur un sol uniforme, près de Kourou en Guyane française, en 16 placeaux mono-spécifiques. Pour mesurer les flux de CO2 provenant du sol, nous avons utilisé un analyseur différentiel de gaz infrarouge portable muni d'une chambre. Les mesures ont été faites sur 4 traitements différents tels que : le contrôle, l'exclusion racinaire, l'exclusion de litière et l'exclusion de litière et de racine et ce, répétés sur chacune des 16 placettes mono-spécifiques. Cette étude comporte 4 campagnes de mesures. Nous avons également effectué des prélèvements de sol de litière et nous avons fait des mesures d’humidité de sol à une profondeur de 5 cm. Les flux de C01 du sol varient fortement entre espèces de 2.8±O.7 ~t m o 1. m-2. sol à 7 A± 1. 7 ~t m o l. m•1 sol pour Qua/ev rosea ct Vochysto tomentasa, respectivement. Il n'existe pas de corrélation significative entre les variations de Rw l ct celles de l'humidité du sol (indication sur la texture du sol de la plantation ). Nous avons observé que Rso1 était significativement plus faible dans les placeaux sans racines et/ou sans litière (6 mois après la mise en place de l'expérimentation) pour toutes les campagnes de mesures et pour toutes les espèces que dans les placeaux contrôlés. Cette réduction du flux de CO2 du sol est plus forte dans les "trench-plots " que dans les traitement s d'exclusion de litière avec 42 et 25% respectivement. Un effet "traitement " et un effet "espèce" important expliquent 3 1"/.. ct 13% de la variabilité totale de R~. Nous avons cherché à connaître la contribution des racines dans les valeurs de R""I. en comparant le flux de CO2 provenant du sol sur des "trench -plot s'' au flux de COl provenant du sol dans les placeaux contrôlés . Cette estimation a été corrigée pour prendre en compte la décomposition des racines tuées par les tranchées. Ainsi, la composante appartenant aux micro -organismes représente 46% du flux total de carbone provenant du sol (1.9Jlmo l. m-2 S•I ) alors que la respiration des racines représente 54% du dégagement de carbone (2 ,3~lmol. m ol . 5-La respiration des micro-organismes pourrait être estimée en mesurant le C/N des feuilles matures puisqu'il existe une corrélation significative et négative entre les deux. Enfin les résultats obtenus sur les différents traitements permettent d'obtenir une bonne estimation de la respiration du sol avec un RSIlI théorique corrélé à 66% avec les valeurs réelles mesurées.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189239

hal-01189239
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PRODINRA : 18212

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Visceral leishmaniasis is a life-threatening systemic disease caused by Leishmania protozoans, L. donovani and L. infantum, which invade mononuclear phagocytes in the lymphoid organs and the liver. The control of the hepatic parasite burden depends on the granuloma formation, which is favored by a Th1 immune response in a Th2 tissue microenvironment. The aim of this work was to study the role of the recently described Th2 cytokine IL-33 in this complex immune response, which remains partially misunderstood. IL-33 dosages in different patient sera and IL-33+ cells detected in the liver of a patient from Rennes suggested that IL-33 could be a biomarker for active visceral leishmaniasis. As IL-33 was described in hepatic stellate cells during chronic hepatitis, these cells were exposed to L. donovani in primary culture. The cell permissivity to L. donovani and the parasite persistence during a long term culture led us to propose hepatic stellate cells as a new type of sanctuary cells, which could partially explain asymptomatic carriage. However, these cells were apparently not the main source of IL-33 during visceral leishmaniasis. In infected BALB/c and C57BL/6 mice, IL-33 was detected in the liver in non stellate cells preferentially localized in granulomas. The presence of cells expressing its specific receptor ST2 in the liver led us to explore the role of the IL-33/ST2 axis. BALB/c mice deficient in ST2 or treated with recombinant IL-33 and infected with L. donovani revealed that IL-33 downregulates the expression of Th1 key cytokines (IL-12, IFN-γ) and the recruitment of neutrophils and monocytes. Finally, IL-33 acts as a susceptibility factor during visceral leishmaniasis. Besides, the model of L. donovani infected C57BL/6 mice deficient in IL-33 or treated with recombinant IL-33 suggests possible differential roles of IL-33 depending on the immune environment related to the host genetic background.
La leishmaniose viscérale est une maladie systémique mortelle en l’absence de traitement. Elle est due aux protozoaires Leishmania donovani et L. infantum, parasites des phagocytes mononucléés, capables d’envahir les organes lymphoïdes et le foie. Le contrôle de l’infection hépatique repose sur la mise en place d’une réponse granulomateuse efficace, promue par une réponse immunitaire Th1, dans un environnement tissulaire Th2. L’objectif de ce travail était l'étude du rôle d’une cytokine Th2 récemment décrite, l’IL-33, dans cette réponse hépatique complexe encore partiellement incomprise. Des dosages d’IL-33 sur des sérums de patients et la détection de cellules IL-33+ dans le foie d’un patient rennais ont placé l’IL-33 comme un biomarqueur possible de la maladie active. L’IL-33 étant exprimée dans les cellules étoilées du foie au cours d’hépatites chroniques, ces cellules ont été exposées à L. donovani. Leur permissivité aux leishmanies sans toxicité apparente ni perturbation de leurs propriétés fonctionnelles, ainsi que la persistance des leishmanies sur une culture de plusieurs semaines, nous ont conduit à proposer les cellules étoilées comme cellules sanctuaires possibles pour les leishmanies viscérotropes, contribuant donc potentiellement au portage asymptomatique. En revanche, elles ne sont pas apparues comme une source majeure d'IL-33 au cours de la leishmaniose viscérale. Chez des souris C57BL/6 et BALB/c infectées par L. donovani, l'IL-33 a été observée dans des cellules ne s'apparentant pas à des cellules étoilées, et principalement localisées dans les granulomes. Des cellules exprimant son récepteur ST2 ayant été également observées dans le foie, un rôle de l’axe IL-33/ST2 a été recherché. Les résultats obtenus chez des souris BALB/c déficientes en ST2 ou traitées par de l'IL-33 recombinante suggèrent que l'IL-33 régule négativement l'expression de cytokines Th1 (IL-12, IFN-γ) et l'infiltrat de neutrophiles et monocytes dans le foie, limitant ainsi le contrôle de la charge parasitaire. Ainsi, l'IL-33 semble être un facteur de susceptibilité pour la leishmaniose viscérale. En parallèle, des travaux entrepris sur des souris C57BL/6 infectées par L. donovani suggèrent de possibles rôles différentiels de l'IL-33 en fonction de l'environnement immunitaire inhérent au fond génétique de l'hôte.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01126847

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NNT : 2013REN1B002
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