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An ever-increasing number of human-machine interfaces have embraced touchscreens as their central component, such as in smartphones, laptops, terminals, etc. Their success has been particularly noticeable in the automotive industry, where physical buttons have been replaced by touchscreens to handle multiple elements of the driving environment. However, contrary to physical buttons, these interfaces do not possess any tangible elements that allows the user to feel where the commands are. Without tactile feedback, users have to rely on visual cues and simple adjustment tasks become significant distractions that may lead to dangerous situations while driving.Recently, haptic touchscreens have emerged to restore tangibility to these interfaces, by rendering the sensation of feeling textures and shapes through friction modulation. However, we still do not have a good understanding of how these synthetic textures are perceived by humans, which is crucial to design meaningful and intuitive haptic interfaces.In this thesis, I first show that the perception thresholds of friction modulated textures are similar to vibrotactile thresholds. Then, I investigate the perception of haptic gradients, i.e., textures whose spatial frequency gradually changes. Hence, a law that describes the minimal exploration distance to perceive a given gradient is deduced. This law is similar to the auditory perception of rhythm variations, which suggests that there are common mechanisms between the two modalities. Finally, I demonstrate that gradient haptic feedback can guide a user to adjust a setting on an interface without vision.The findings shed new light on the understanding of haptic perception and its multisensory interactions and open up new possibilities in terms of human-machine interaction., Les écrans tactiles ont envahi notre quotidien et sont maintenant présents dans un grand nombre d'appareils tels que les téléphones, les ordinateurs, les bornes de commande, etc. Leur succès a aussi gagné l'industrie automobile, où les écrans ont remplacé les boutons physiques pour gérer les paramètres de l'environnement de conduite. Cependant, contrairement aux boutons physiques, les interfaces sur écran tactile ne possèdent pas d'éléments tangibles permettant à l'utilisateur de sentir les commandes. Sans retours tactiles, les utilisateurs ne peuvent se fier qu'aux indications visuelles et de simples tâches de réglage peuvent devenir des distractions importantes au volant.Récemment, les écrans haptiques ont fait leur apparition pour redonner une certaine tangibilité à ces interfaces en permettant de procurer des sensations de texture et de relief à leur surface grâce à la modulation de frottement. Cependant, nous ne comprenons toujours pas bien comment ces textures synthétiques sont perçues par l’homme, ce qui est une question cruciale pour concevoir des interfaces haptiques pertinentes et intuitives.Dans cette thèse, je montre tout d’abord que les seuils de perception des textures par modulation de frottement sont similaires aux seuils de perception des vibrations. Ensuite, j’étudie la perception des gradients haptiques, des textures dont la fréquence spatiale évolue progressivement. Il en ressort une loi décrivant la distance minimale d’exploration pour percevoir un gradient donné. Cette loi se révèle similaire à la perception auditive des variations de rythme, ce qui suggère qu’il existe des mécanismes communs entre les deux modalités. Enfin, je démontre que les retours haptiques de type gradient peuvent guider un utilisateur pour lui permettre d’ajuster un paramètre sur une interface sans recourir à la vision. Ces résultats apportent un éclairage nouveau sur la compréhension de la perception haptique et ses liens avec la perception auditive, et ouvrent de nouvelles possibilités en termes d’interaction homme-machine.

Understanding the self-generation of flows in tokamak plasmas is of prime importance.Indeed, the control of flows by external momentum injection in future reactors will be challenging, if not impossible.However, flows play a major role in the stability and performance of a fusion plasma.In this thesis, the self-generation of the perpendicular field line flow, associated with the radial electric field, is studied in two experimentally relevant contexts.The way this field is established is a major issue, as it is involved in the formation and sustainment of transport barriers that appear spontaneously in high power discharges, significantly reducing turbulent transport.In a first step, the effect of a 3D perturbation of the magnetic field such as the one caused by the modulation arising from the finite number of toroidal coils, also called ``ripple", is studied. Such a perturbation impacts the toroidal velocity of the plasma, itself generated spontaneously by the turbulence.Until now, the competition and synergy between these two contributions had not been studied numerically and theoretically.However, numerous experimental studies on different tokamaks have shown that these two effects drastically impact the toroidal velocity of the plasma.Using a theoretical model and simulations performed with the gyrokinetic code GYSELA, the competition has been observed and quantified.An expression of the critical ripple amplitude for which turbulence becomes subdominant in the control of the toroidal rotation has been defined and validated with these simulations.Preliminary studies show that this threshold could be reached in ITER.The synergy between turbulence and ripple has also been evaluated.The dominant effect is the impact of the ripple on the Reynolds tensor through the modification of the radial electric field radial shear.In a second step, recent experiments on the WEST tokamak showing that the radial electric field is sensitive to the winding rate of the magnetic field lines, called ``safety factor", are numerically investigated with gyrokinetic simulations.As observed experimentally, these simulations show that the radial electric field increases as the safety factor and the turbulent intensity decrease.However, collisional effects appear to be negligible for the establishment of the radial electric field, highlighting the undeniable role of turbulence.The main effect comes from the transfer of turbulent energy varying with the safety factor, which favors either very low frequency flows called ``zonal flows", or higher frequency flows called ``GAMs"., Comprendre l'autogénération des écoulements dans les plasmas de tokamak est un sujet primordial.En effet, le contrôle des écoulements par injection de moment externe dans les futurs réacteurs sera difficilement réalisable, voire impossible.Les écoulements jouent pourtant un rôle majeur dans la stabilité et la performance d'un plasma de fusion.Dans cette thèse, l'autogénération de l’écoulement perpendiculaire aux lignes de champ, associée au champ électrique radial, est étudiée dans deux contextes expérimentalement pertinents.La manière dont s'établit ce champ est un enjeu majeur, car il est impliqué dans la formation et le maintien des barrières de transport qui apparaissent spontanément dans les décharges hautes puissance, réduisant fortement le transport turbulent.Dans une premier temps, l’effet d'une perturbation 3D du champ magnétique comme celle causée par la modulation provenant du nombre fini de bobines toroïdales, aussi appelé ``ripple", est étudié. Une telle perturbation affecte la vitesse toroïdale du plasma, elle-même générée de façon spontanée par la turbulence.Jusqu'à présent, la compétition et la synergie entre ces deux contributions n'avaient pas été étudiées numériquement et théoriquement.Pourtant, de nombreuses études expérimentales sur différents tokamaks ont montré que ces deux effets impactent drastiquement la vitesse toroïdale du plasma.À l'aide d'un modèle théorique et de simulations effectuées avec le code gyrocinétique GYSELA, la compétition a été observée et quantifiée.Une expression de l'amplitude critique du ripple pour laquelle la turbulence devient sous-dominante dans le contrôle de la rotation toroïdale a été définie puis validée avec ces simulations.Des études préliminaires montrent alors que ce seuil pourrait être franchi dans ITER.La synergie entre la turbulence et le ripple a également été évaluée.L'effet dominant est l'impact du ripple sur le tenseur de Reynolds au travers de la modification du cisaillement du champ électrique radial.Dans un second temps, les expériences récentes sur le tokamak WEST montrant que le champ électrique radial est sensible au taux d’enroulement des lignes de champ magnétique, appelé ``facteur de sécurité", sont investiguées numériquement via des simulations gyrocinétiques.Comme observé expérimentalement, ces simulations montrent que le champ électrique radial se creuse lorsque le facteur de sécurité et l’intensité turbulente diminue.Les effets collisionnels apparaissent cependant négligeables pour l'établissement du champ électrique radial mettant en avant le rôle indéniable de la turbulence.L'effet majoritaire vient du transfert d'énergie turbulente variant avec le facteur de sécurité, qui favorise soit les écoulements à très basse fréquence appelés ``zonal flows" , soit ceux à plus haute fréquence appelés ``GAMs".

One of the open problems in machine learning is whether any set-family of VC-dimension $d$ admits a sample compression scheme of size~$O(d)$. In this paper, we study this problem for balls in graphs. For balls of arbitrary radius $r$, we design proper sample compression schemes of size $2$ for trees, of size $3$ for cycles, of size $4$ for interval graphs, of size $6$ for trees of cycles, and of size $22$ for cube-free median graphs. For balls of a given radius, we design proper labeled sample compression schemes of size $2$ for trees and of size $4$ for interval graphs. We also design approximate sample compression schemes of size 2 for balls of $\delta$-hyperbolic graphs., Comment: 26 pages, 9 figures

The evolution of classical information systems has introduced new technologies and services forinformation managing and sharing. With the spread of the Internet, it is now possible to easilyshare vast amounts of electronic information and computer resources in open distributed envi-ronments. These environments serve as a common platform for heterogeneous users by hostingservices, user applications and data. This evolution has opened new threats to informationsecurity and new challenges to access control modeling. In order to meet these challenges,many research works went towards extending traditional access control models towards mod-els tailored for managing data access and privilege definition within distributed and dynamicsystems.In this manuscript, we contribute to this line of research by introducing a modular frameworkfor the specification of interoperable access control policies developed autonomously in differentadministrative domains. The rule-based formalisation we propose allows for policy analysis andvalidation by verification of policy properties and simulation of execution scenarios. We havealso investigated access control in the context of collaborative decision making systems. In par-ticular, we propose a solution for controlling access in cooperating web services with transitivedependencies, as well as in data fusion processes. Finally, we consider authorization policiesand constraints related to workflow management systems and workflow-driven applications.We propose a methodology to monitor a workflow and its associated access control policy inorder to ensure a successful termination of the workflow or, if not possible, an execution witha minimal violation of the authorization constraints., L’evolution des systemes d’information classiques a introduit des nouvelles technologies et desnouveaux services pour la gestion et le partage d’informations. Avec la diffusion d’Internet, ilest desormais possible de partager facilement de grandes quantites d’informations ́electroniqueset de ressources informatiques dans des environnements distribues ouverts. Ces environnementsservent de plateforme commune pour des utilisateurs heterogenes (par exemple, les entreprises,les particuliers, etc.) en h ́ebergeant des services, des applications utilisateur et des donn ́ees.Cette evolution a introduit des nouvelles menaces pour la s ́ecurit ́e de l’information et desnouveaux d ́efis pour la modelisation du contrˆole d’acc`es. Afin de relever ces d ́efis, de nombreuxtravaux de recherche etudient l’extension des mod`eles traditionnels de contrˆole d’acc`es vers desmod`eles con ̧cus pour gerer l’acces aux donn ́ees et la d ́efinition des privil`eges dans les syst`emesdistribu ́es et dynamiques.Dans ce manuscrit, nous contribuons `a cette ligne de recherche en introduisant un formalismepour la sp ́ecification de politiques de contrˆole d’acc`es interop ́erables et d ́evelopp ́ees de mani`ereautonome dans diff ́erents domaines administratifs. La formalisation `a base de r`egles que nousproposons permet l’analyse et la validation des politiques par la v ́erification des propri ́et ́estelles que la consistance et l’efficacit ́e, ainsi que la simulation de sc ́enarios d’ex ́ecution. Nousavons ́egalement ́etudi ́e le contrˆole d’acc`es dans le contexte des syst`emes avec une prise ded ́ecision collaborative. Nous proposons notamment une solution pour le contrˆole d’acc`es dansles services web cooperatifs avec des dependances transitives, ainsi que dans les processus defusion de donnees.Enfin, nous considerons les politiques d’autorisation et les contraintes liees aux systemes degestion de flux de travail (workflows) et leurs applications. Nous proposons une methodologiepour surveiller un workflow et sa politique de controle d’acces associee, afin d’en assurer laterminaison en respectant toutes les contraintes de securite ou, si ce n’est pas possible, uneexecution avec une violation minimale de ces contraintes.

We explore different generalisations about natural computation models. The most theoretical is the notion of simulation between models, for which we describe a series of proposed definitions, by discussing the interests and the flaws of each of them. We take advantage of the most promising definitions to broaden the discussion on the possible consequences of simulation in complexity theory, such as the construction of new complexity classes by proposing the substitution of polynomial reduction by simulation.Our more applied approach consists in the generalisation of automata networks by means of modules that have inputs. This formalism makes it possible to approach the questions of the dynamics of interaction networks from a new angle : we explore its usefulness as a modular tool capable of flexibly simulating many similar objects, as well as the expressiveness of acyclic modules. These allow the characterisation of the dynamics of automata networks in the form of output functions. This expressiveness allows us to describe a process for optimising automata networks that reduces certain networks in size while retaining equivalent attractors., Nous explorons différentes généralisations concernant les modèles de calcul naturel. La plus théorique est la notion de simulation entre modèles, pour laquelle nous décrivons une série de propositions de définition, en discutant des intérêts et des failles de chacune d’elles. Nous profitons des définitions les plus prometteuses pour élargir le propos sur les possibles conséquences de la simulation en théorie de la complexité, comme la construction de nouvelles classes de complexité en proposant la substitution de la réduction polynomiale par la simulation. Notre approche plus appliquée consiste en la généralisation des réseaux d’automates sous formes de modules, qui possèdent des entrées. Ce formalisme permet d’approcher les questions de la dynamique des réseaux d’interactions sous un nouvelangle : nous explorons son utilité en tant qu’outil modulaire propre à simuler de façon flexible de nombreux objets similaires, ainsi que l’expressivité des modules acycliques. Ceux-ci permettent la caractérisation de la dynamique des réseaux d’automates sous la forme de fonctions de sortie. Cette expressivité nous autorise la description d’unprocessus d’optimisation de réseaux d’automates, qui réduit certains réseaux en taille tout en conservant des attracteurs équivalents.

This thesis falls in the field of fire sciences and finds its applications in fire safety engineering and in fire investigation. In these two fields of application, using numerical simulation is more and more a common task. To carry out these simulations, the prescription of the source term of the fire (i.e. what burned) is a crucial element. Here, we propose a method which allows a source term(temporal evolution of the heat release rate and spatial extension) to be characterized from indirect physicalmeasurements that are simple to perform, such as for example temperaturemeasurements at given points in the nearby vicinity of the fire. This method involves algorithms commonly used in optimization problems and is based on the use of a CFD code (Fire Dynamics Simulator). The idea is to adjust at different times in the simulation an input data, in this case the heat release rate of the fire, in order to minimize the difference, at a later time, between the simulated quantities and the same quantities measured experimentally.In order to validate our approach, real scale experiments were carried out, involving a gas burner (whose heat release rate evolution over time is imposed). The method was then used to characterize fire of increasing complexity : pool fire, wood pallets fire, and vehicle fire.Beyond the initial objective of numerically reconstructing the temporal evolution of a fire source in its real environment, this method turns out to be also an interesting alternative to experimental techniques, such as the real-scale calorimeter, usually used to characterize the heat release rate emitted by a fire., Cette thèse s’inscrit dans le domaine des sciences du feu et trouve ses applications dans l’Ingénierie de la Sécurité Incendie (ISI) et de l’expertise post-incendie. Dans ces deux domaines d’application, le recours à la simulation numérique est de plus en plus courant. Pour réaliser ces simulations, la prescription du terme source de l’incendie (i.e. ce qui a brûlé) constitue un élément crucial.Nous proposons ici une méthode permettant de caractériser un terme source (évolution temporelle du dégagement de chaleur et extension spatiale) à partir de mesures physiques indirectes simples à réaliser, telles que par exemple celles de la température en certains points de l’environnement proche du foyer. Elle fait appel aux algorithmes couramment employés dans les problèmes d’optimisation et s’appuie sur l’utilisation d’un code CFD (Fire Dynamics Simulator). L’idée est d’ajuster à différents instants dans le code de calcul une donnée d’entrée, en l’occurrencela puissance du foyer, afin de minimiser l’écart, à un instant ultérieur, entre les grandeurs simulées et les mêmes grandeurs mesurées expérimentalement.Pour valider notre approche, des expériences ont été réalisées à l’échelle réelle, impliquant des foyers étalons (i.e. dont l’évolution temporelle de la puissance est imposée). La méthode a ensuite été employée pour caractériser des foyers de complexité croissante : feu de bacs d’hydrocarbure en milieu ouvert, feu de palettes de bois, et feu de voiture.Au-delà de l’objectif initial visant à reconstruire numériquement l’évolution temporelle d’un terme source dans son environnement réel, cette méthode se présente également comme une alternative intéressante aux techniques expérimentales, telles que la hotte calorimétrique, habituellement utilisées pour caractériser la puissance émise par un foyer.

This research concerns vocational training in a penitentiary context and what both prevents and promotes the diffusion of knowledge in this unusual training facility. The research is based on the framework of the anthropological theory of didactics and more particularly on the notion of institutional and personal relations. We examine, through socioeconomic data and legal texts, the influence of relations with prisons and prisoners on vocational training and, in some prisons, the nature of the conditions and constraints that drive the functioning of educational systems. The results of the research based on an interview survey as well as a questionnaire survey, reveals the incongruity of attempting to reproduce in prison what is happening in the free environment and invites us to rethink the didactic organization of vocational training so that it is more effective in terms of the prison's reintegration mission to which it contributes., Cette recherche porte sur la formation professionnelle pour l’apprentissage d’un métier en milieu carcéral et sur ce qui empêche ou, au contraire, favorise la diffusion des connaissances dans ce lieu de formation inhabituel. La recherche s’appuie sur le cadre de la théorie anthropologique du didactique et plus particulièrement sur la notion de rapports institutionnels et personnels. Nous examinons à travers des données socio-économiques et des textes de loi l’influence des rapports à la prison et aux personnes détenues sur la formation professionnelle puis, au sein de certains établissements pénitentiaires, la nature des conditions et des contraintes qui gouvernent le fonctionnement des systèmes didactiques. L’issue de ce travail, dont la méthodologie s’appuie sur une enquête par entretiens et par questionnaire, témoigne de l’incongruité de vouloir reproduire en prison ce qui se passe dans le monde libre et invite à repenser l’organisation didactique de la formation professionnelle afin que celle-ci soit plus efficace au regard de la mission de réinsertion de la prison à laquelle elle concoure.

The first part of my thesis deals with the experimental characterization of Plasmodium falciparum submicroscopic infections in asymptomatic Congolese women during childbirth. Malaria remains a major public health problem in the world with about 219 million cases and 435,000 deaths a year, mostly in sub-Saharan Africa (90%). In the area of high transmission, malaria infection is mainly characterized by the onset of maternal anemia and the presence of parasites in the placenta. A high proportion of individuals living in malaria-endemic areas harbor parasites undetectable by microscopy, but which can nevertheless be detected using molecular tools such as PCR. Morbidity and mortality related to gestational malaria has decreased since the introduction of intermittent preventive treatment with sulfadoxine-pyrimethamine (IPT-SP). In the endemic area, there is a decrease in the prevalence of placental malaria and an increase in the average weight of the newborn. Nevertheless, the plasmodial infection in the pregnant woman persists and is not controlled. In order to understand the causes of this persistence, I characterized the parasitic populationsof P. falciparum in Congolese pregnant women from southern Brazzaville on IPT-SPand I analyzed their genetic profile in the peripheral blood, placental blood and umbilical cord. The evaluation of the frequency of the plasmodial infection has shown that the treatment correlates with a decrease in the frequency of microscopic infections and an increase in the frequency of submicroscopic infections with a moderate genetic diversity of P. falciparum. Age, pregnancy, and doses of SP do not interfere with the multiplicity of infections that are similar in all three types of blood. These results contribute to the understanding of parasite dynamics in peripheral, placental and umbilical cord blood and circulating parasite populationin Congo.The second part of my thesis involved the use of bioinformatic approaches to detect regulatory variants associated with susceptibility to severe malaria. Recent advances in sequencing technologies enable to identify an increasingly broad spectrum of variants in the human genome. However, the identification of regulatory variants associated with complex diseases remains a challenge, particularly for identifying functionally relevant variants in non-coding regions. We have developed a bioinformatic method to predict regulatory variants of noncoding regions associated with a disease and acting on transcriptional regulation. The approach is based on the integration of various elements of information col-lected automatically from Ensembl database, dbSNP and GWAS catalog, and on the selection of variations that may affect regulation, by combining specialized bioinformatics tools: analysis Regulatory Sequence Analysis Tools and ChIP-seq (ReMap) data. To do this, we developed an analysis workflow in the R statistics language, which invokes remote resources (Web services). The tool is designed generically and can be adapted for the study of regulatory variants of any disease documented in the GWAS catalog. In order to facilitate its use by a biologist, the tool automatically generates (in R markdown) an analysis report illustrated by figures and tables. I tested the tool with an example case of severe malaria that showed that on a set of 375 candidate variants, the tool predicts eleven potential regulatory variants that alter the binding sites of transcription factors. Three of these candidate variants (rs1541253, rs1541254, rs1541255) associated with the ATP2B4 gene (plasma membrane calcium-transporting ATPase 4, encodes the main calcium pump of erythrocytes) are being experimentally validated for their impact on promoter activity., La première partie de ma thèse porte sur la caractérisation expérimentale des infections submicroscopiques à Plasmodium falciparum chez les femmes Congolaises asymptomatiques lors de l’accouchement. Le paludisme demeure un problème majeur de santé publique dans le monde avecenviron 219 millions de cas et 435 000 décès par an, majoritairement en Afrique sub-saharienne (90%). Dans la zone de forte transmission, l’infection palustre se caractérise principalement par le déclenchement d’une anémie maternelle et par la présence de parasites dans le placenta. Une forte proportion d’individus vivant dans des zones d’endémie palustre héberge des parasites indétectables par microscopie, mais qui peuvent néanmoins être détectées à l’aide d’outils moléculaires tels que la PCR. La morbi-mortalité liée au paludisme gestationnel a diminué depuis la mise en place du traitement préventif intermittent à base de la sulfadoxine-pyriméthamine (TPI-SP). Dans la zone endémique, on observe une baisse de la prévalence du paludisme placentaire et l’augmentation du poids moyen du nouveau-né. Malgré tout, l’infection plasmodiale chez la femme enceinte persiste et n’est pas maîtrisée.Dans le but de comprendre les causes de cette persistance, j’ai caractérisé les populations parasitaires de P. falciparum chez les femmes enceintes Congolaises du sud de Brazzaville sous TPI-SP et j’ai analysé leur profil génétique dans le sang périphérique, placentaire et du cordon ombilical. L’évaluation de la fréquence de l’infection plasmodiale a montré qu’il y’a une baisse de la fréquence des infections microscopiques chez les femmes sous traitement préventif intermittent et une augmentation de la fréquence des infections submicroscopiques avec une diversité génétique modérée de P. falciparum. L’âge, la gravidité et les doses de SP n’interfèrent pas avec la multiplicité des infections qui est similaire dans lestrois types de sang. Ces résultats contribuent à la compréhension de la dynamique des parasites dans le sang périphérique, placentaire et du cordon ombilical et de la population parasitaire en circulation au Congo.La seconde partie de ma thèse a consisté à utiliser des approches bioinformatiques pour détecter les variants régulateurs associés à la susceptibilité au paludisme sévère. Les progrès récents des technologies de séquençage ont permis d’identifier un spectre de plus en plus large de variants dans le génome humain. Cependant, l’identification des variants régulateurs associés à des maladies complexes reste un défi, en particulier pour identifier des variants pertinents du point de vue fonctionnel dans des régions non-codantes. Nous avons développé une méthodebioinformatique de prédiction des variants régulateurs des régions non-codantes associés à une maladie et agissant sur la régulation transcriptionnelle. L’approche repose sur l’intégration d’éléments d’informations collectées automatiquement à partir des bases de données Ensembl, dbSNP et GWAS catalog, et sur la sélection des variations susceptibles d’affecter la régulation, en combinant des outils bioinformatiques spécialisés : analyse de motifs (Regulatory Sequence Analysis Tools) et de données ChIP-seq (ReMap). Pour ce faire, nous avons développé unworkflow d’analyse dans le langage de statistiques R pour invoquer des ressources à distance (Web services). L’outil est conçu de façon générique, et peut s’adapter pour l’étude des variants régulateurs de n’importe quelle maladie documentée dans le GWAS catalog. Afin de faciliter son utilisation par un biologiste, l’outil génère automatiquement (en R markdown) un rapport d’analyse illustré par des figures et tableaux. J’ai testé l’outil avec un cas d’exemple du paludisme sévère qui a montré que sur un ensemble de 375 variants candidats, l’outil prédit 11 potentiels variantsrégulateurs qui altèrent les sites de liaisons des facteurs de transcription. Trois de ces variants candidats (rs1541253, rs1541254, rs1541255) associés au gène ATP2B4 (ATPase 4 transportant le calcium sur la membrane plasmique, code pour la pompe de calcium principale des érythrocytes) sont en cours de validation expérimentale pour leur impact sur l’activité du promoteur.

Antimicrobial resistance (AMR) is a serious and growing health threat as it has been estimated that 700,000 people die every year from drug resistant bacteria. A major factor contributing to AMR is the inability of antibiotics to penetrate the bacterial outer membrane (OM) to reach their requisite target for being effective. In Gram-negative bacteria, such as Escherichia coli, the two classical porins OmpF and OmpC are among the most abundant outer membrane proteins and form water filled channels for the diffusion of small hydrophilic molecules including antibiotics. Porin modifications (in the form of decreased expression or structural modifications) are found in several resistant clinical isolates, limit antibiotic uptake and decrease their intracellular concentration and activity. Given the importance of the OM, it is not surprising that the expression of porins is under complex regulation at multiple levels. Regulation of ompF and ompC at the transcriptional level is well studied, and involves the EnvZ-OmpR two component system in response to external osmolarity. Research has also shown that enterobacteria uses small regulatory RNAs (sRNAs) to fine tune porin expression level at the post-transcriptional level. Among these, MicF and MicC are the two major sRNAs that modulate the expression of OmpF and OmpC, respectively. They suppress porin expression by base pairing with the ribosome binding site of targeted porin mRNA, thereby blocking translation. Interestingly, these two sRNAs are encoded next to porin gene, i.e. micF-ompC and micC-ompN, suggesting a dual regulation. In this work, our goals were: (1) to characterize the regulation of the sRNA MicC and the putative co-regulation of the quiescent porin OmpN in E. coli; (2) to examine the global effect of MicC on the E. coli transcriptome; (3) to analyze the impact of MicC expression on antibiotic susceptibility. First, investigated the factors like external growth conditions and regulatory pathways that lead to increased production of MicC by measuring the β-galactosidase activity of a micC-lacZ transcriptional fusion. For this search, we optimized the reporter gene assay in a 96-wells format and screened collections of compounds provided by the Biolog phenotype MicroarrayTM. Our work shows that the expression of micC was increased in the presence of β-lactam antibiotics (specifically carbapenems and cephalosporins) and in an rpoE depleted mutant. Interestingly, the same conditions enhanced the activity of an ompN–lacZ fusion, suggesting a dual transcriptional regulation of micC and ompN. Increased levels of OmpN in the presence of sub-inhibitory concentrations of chemicals could not be confirmed by Western blot analysis, excepting when the sigma factor σE was depleted. We suggest that the MicC sRNA acts together with the σE envelope stress response pathway to control the OmpC/N levels in response to β-lactam antibiotics. We also performed RNA sequencing to determine the impact of MicC overexpression on E. coli transcriptome. This identified 60 mRNA targets negatively regulated by MicC apart from its original target ompC. Identification of the global target spectra of MicC is of importance to understand its importance on the overall bacterial physiology, and more specifically on AMR. Preliminary results showed that E. coli ΔompF overexpressing MicC exhibit reduced susceptibility to β-lactams, probably due OmpC shutdown. Future studies will aim to investigate to putative connection between β-lactam resistance, loss of OmpC and overexpression of MicC in clinical isolates of Enterobacteriaceae., La résistance aux antibiotiques est une menace sérieuse et grandissante pour la santé publique, causant approximativement 700 000 décès annuels. Chez les bactéries à Gram-négatif, l’imperméabilité de la membrane externe et ainsi l'incapacité des antibiotiques à pénétrer l’enveloppe bactérienne pour atteindre leur cible est un facteur majeur contribuant au développement de la résistance. Chez Escherichia coli, les porines OmpF et OmpC sont des protéines de la membrane externe qui forment des canaux pour la diffusion de petites molécules hydrophiles tels que les antibiotiques. La modification des porines (sous la forme d'une diminution de leur expression ou des modifications structurales) se retrouvent dans de nombreux isolats cliniques résistants, limitent la translocation des antibiotiques, diminuent leur concentration intracellulaire et leur activité. Compte tenu de l'importance de la membrane externe, il n'est pas surprenant que l'expression des porines soit soumise à une régulation complexe à plusieurs niveaux. La régulation de ompF et ompC au niveau transcriptionnel est bien connue et fait intervenir le système à deux composants EnvZ-OmpR en réponse à l'osmolarité du milieu. Plusieurs études ont également montré le rôle des petits ARN non-codants (sRNAs, small RNAs) dans le contrôle de l'expression des porines au niveau post-transcriptionnel. Parmi ceux-ci, MicF et MicC modulent l'expression respective de OmpF et OmpC. Ils fonctionnent par appariement de bases avec le site de liaison du ribosome du messager cible, bloquant ainsi l’initiation de la traduction. De manière intéressante, les gènes codant ces deux sRNAs sont adjacents à deux gènes codant des porines — micF-ompC et micC-ompN — suggérant une co-régulation.Dans ce cadre, et en utilisant E. coli comme bactérie modèle, les objectifs de mon travail de thèse étaient : (1) de caractériser la régulation du sRNA MicC et la co-régulation putative de la porine quiescente OmpN; (2) d’examiner l'effet global de MicC sur le transcriptome; (3) d’analyser l'impact de l'expression de MicC sur la sensibilité aux antibiotiques. Tout d'abord, nous avons étudié le rôle de plusieurs facteurs tels que les conditions de croissance et des voies de régulation connues pouvant conduire à une augmentation de l’expression de MicC. Pour cela, nous avons mesuré l'activité β-galactosidase d'une fusion transcriptionnelle micC-lacZ. Nous avons également optimisé le test du gène rapporteur à un format microplaque afin de cribler plusieurs collections de molécules fournis par la compagnie Biolog. Les résultats obtenus montrent l’induction de MicC en présence d'antibiotiques de la famille des β-lactamines (spécifiquement les carbapénèmes et les céphalosporines) ainsi qu’en déplétant le facteur de transcription sigma spécifique au stress de l’enveloppe, σE. Ces mêmes conditions activent aussi l'activité d'une fusion ompN-lacZ, indiquant une régulation transcriptionnelle commune de micC et ompN. De plus, la production de OmpN a été confirmée par une analyse en immunoblot avec des anticorps spécifiques. Ainsi, MicC pourrait agir conjointement avec σE pour contrôler l’expression de OmpC et OmpN en réponse à la présence de β-lactamines, une famille d’antibiotiques qui cible justement la synthèse du peptidoglycane et l’intégrité de l’enveloppe. Etant donnée la conservation de MicC chez les entérobactéries, nous avons effectué une étude par RNASeq pour déterminer l'impact de la surexpression de MicC sur le transcriptome d’E. coli et identifié 60 ARNm régulés par MicC en plus de sa cible initiale ompC. L'identification des spectres cibles globaux des sRNAs est importante pour comprendre leur importance dans la physiologie bactérienne, ici celui de MicC dans la résistance aux antibiotiques. Les travaux à venir viseront à étudier cet aspect en détail ainsi que le lien putatif entre la résistance aux β-lactamines, la perte d'OmpC et la surexpression de MicC dans des isolats cliniques d’entérobactéries.

Un travail de thèse (Parrot, 2015 ; co‐encadré par Hervé Piégay – EVS/UMR 5600 et Michal Tal ‐CEREGE/UMR 7300) soutenu en décembre 2015 a été effectué dans le cadre du programme OSR2. Lesobjectifs de cette thèse étaient doubles : i) caractériser la granulométrie du lit du Rhône, et ii) analyserquantitativement l’évolution verticale de ce lit à partir des données bathymétriques existantes. Dansle cadre de la thèse, 336 échantillons des sédiments du lit du Rhône ont pu être prélevés sur le terrainet analysés, couvrant tout le continuum fluvial. Dans le même temps, un travail de compilation deprofils longitudinaux du Rhône (issus des données bathymétriques CNR et de cartes historiques)mesurés à des dates différentes au cours des 150 dernières années a été mené, l’objectif étantd’analyser l’évolution verticale du lit du fleuve, en réponse aux contraintes anthropiques et naturelles(ouvrages hydroélectriques, digues, épisodes de forte crue...).Le temps nécessaire pour produire une analyse fine et complète d’une base de données aussi étendueet complexe que celle produite par Parrot (2015) est bien supérieur au temps imparti pourl'accomplissement d’une thèse. C’est pourquoi l’analyse menée au cours de la thèse s’est concentréesur les tendances à l’échelle globale. Le premier objective dans le cadre de l’OSR 4 était d’approfondirles analyses effectuées sur la base de données de Parrot (2015). Ce travail a été réalisé dans le cadred'un stage de M2, par une étudiante inscrite dans le Master SET à Aix‐Marseille Université (Amel Ati,février à juillet 2016, CEREGE UMR 7330). Le deuxième objective était de coupler la base de donnéesde Parrot (2015) avec le modèle hydraulique 1D du Rhône développé par Irstea Lyon. Le but était ainside caractériser d’une façon quantitative le transport actuel par charriage du Rhône. Ce travail a étémené par Daniel Vázquez Tarrío, post-doc au CEREGE entre novembre 2016 et décembre 2017. Aucunenouvelle donnée n'a été collectée dans le cadre du stage de M2 ni le postdoc. Ces travaux s’appuientsurtout sur une analyse des données acquises et compilées pendant la thèse d’E. Parrot (2015). La basede données existante est présentée synthétiquement dans ce rapport.Ce rapport synthétise les principaux résultats de l'analyse menée dans le cadre du stage de master(Ati) et le postdoc (Vázquez Tarrío).

The key limiting factor for the deployment of Lithium metal batteries is the formation of lithium dendrites at the anode during recharge. One solution consists in the use of a solid polymer electrolyte. A bloc copolymer is composed of one or several conductive blocks based on PEO (poly(ethylene oxide)), linear or branched, doped with a lithium salt (LiTFSI) and reinforced blocks that ideally mitigate the dendritic growth. These materials can self-organize in nanometric domains. The interfaces between the domains generate sufficient mechanical properties at the macroscopic level whilst, locally, the PEO chain dynamics remain high, ensuring ionic conduction.This thesis deals with physico-chemical characterizations of these copolymer electrolytes, with different architectures (diblock, triblock and star shaped), and the optimization of their composition. A fundamental study of doped polymers highlighted the main mechanisms of ionic transport and the impact of the end groups at low molar mass on conductivity and viscosity. This step enabled a selection of the best candidates to be made. A study of the electrolyte stability with respect to lithium was carried out. After the formulation of cathodes, plastic batteries were assembled and successfully tested by galvanostatic cycling under temperature [40°C-100°C] and high regime. Finally, a 6 mAh prototype realised more than 400 cycles under the regime C/4 and D/2 at 100°C., Le facteur clé limitant le déploiement des accumulateurs au lithium métal est dû à la formation de dendrites de lithium métallique à l'anode au cours de la recharge. Une solution consiste à employer un électrolyte solide polymère. Un copolymère à blocs est composé d'un ou plusieurs blocs conducteurs à base de POE (poly(oxyde d'éthylène)), linéaire ou branchée, dopés en sel de lithium (LiTFSI) et de blocs de renforts mécaniques qui idéalement mitigent la croissance dendritique. Ces matériaux ont la particularité de s'auto-assembler en domaines nanométriques. Les interfaces entre les domaines génèrent de bonnes propriétés mécaniques à l'échelle macroscopique tandis que localement la dynamique des chaînes POE demeure élevée, assurant la conduction ionique.Ce travail de thèse porte sur les caractérisations physico-chimiques d'électrolytes copolymères, selon différentes architectures (diblocs, triblocs et étoilées) et de l'optimisation de leurs compositions. Une étude fondamentale des polymères dopés en sel a mis en évidence les principaux mécanismes de transport ionique, ainsi que l'impact des groupes terminaux à faible masse molaire sur la conductivité et la viscosité. Cette étape a permis de sélectionner les meilleurs candidats. L'étude de la stabilité des électrolytes vis-à-vis du lithium a été menée. Après avoir formulé des cathodes, des batteries plastiques ont été assemblées et testées avec succès par cyclages galvanostatiques, en température [40°C-100°C] et à des régimes élevés. Enfin, un prototype de 6 mAh a réalisé plus de 400 cycles à des régimes C/4 et D/2 à 100°C.

The description of the global behavior of materials composed of dissipative nonlinear phases requires an infinite number of internal variables. An approximate model with a finite number of internal variables, the analysis by nonuniform transformation fields, is obtained by considering a decomposition of these variables on a finite number of nonuniform transformation fields, the plastic modes. The method is developed for incompressible elastoviscoplastic materials. The Karhunen-Loève transform is proposed to optimize the choice of plastic modes. Then the method is extended to porous elastoviscoplastic materials. Finally, the TFA developed by Dvorak is applied to MOX nuclear fuels. This method allows sensitivity studies to determine the role of microstructural parameters on the fuel behavior. Moreover, the adequacy of the NTFA with MOX is demonstrated, the goal being to apply the model to MOX in 3D, La description du comportement global de matériaux constitués de phases non linéaires dissipatives nécessite une infinité de variables internes. Un modèle approché avec un nombre fini de variables internes, l'analyse par champs de transformation nonuniformes, est obtenu en considérant une décomposition de ces variables sur un nombre fini de champs de transformation nonuniformes, les modes plastiques. La méthode est développée pour des matériaux élastoviscoplastiques incompressibles. La transformée de Karhunen-Loève est proposée pour optimiser le choix des modes plastiques. Puis la méthode est étendue aux matériaux élastoviscoplastiques poreux. Enfin, la TFA développée par Dvorak est appliquée aux combustibles nucléaires MOX. Cette méthode permet de faire des études de sensibilité pour déterminer le rôle de paramètres microstructuraux sur le comportement du combustible. De plus l'adéquation de la NTFA avec les MOX est démontrée, le but étant d'appliquer le modèle aux MOX en 3D