Academic literature on the topic 'Développement spatiotemporel'

L’étalement urbain constitue un des problèmes majeurs que connaissant les oasis du Bas-Sahara algérien. Le suivi et la compréhension de son évolution spatiale demeurent une étape essentielle dans toute démarche de développement soutenable de la ville oasienne. Les autorités locales ne disposent pas d’outils appropriés, susceptibles d’être mis à jour régulièrement, pour leur permettre d’agir efficacement en matière de planification et d’aménagement spatial. La télédétection spatiale et les Systèmes d’Information Géographique (SIG) offrent des opportunités permettant de surmonter ces difficultés. La présente étude consiste en l’application d’une technique de détection du changement pour cartographier et quantifier l’étalement spatiotemporel de la ville de Biskra (Algérie) durant la période 1985 - 2000, en utilisant des images Landsat des années 1985, 2000 et 2015. La comparaison post-classification des cartes d’occupation du sol a révélé une croissance des surfaces bâties, allant jusqu’au-delà des limites communales en conurbation avec l’agglomération de Chetma, au détriment d’un recul progressif de la palmeraie. Cette dernière a subi un processus de morcellement et de mitage par le bâti, conduisant à la perte de l’identité oasienne de la ville. L’objectif de la présente étude est de mettre en évidence le processus de l’étalement urbain et les modifications d’occupation du sol qu’il engendre. Elle montre l’importance des méthodes de détection du changement pour la compréhension des formes d’urbanisation et l’évaluation de leurs impacts sur les écosystèmes oasiens. Mots clés : Étalement urbain, ville oasienne, télédétection spatiale, SIG, détection du changement.

Ce travail décrit une nouvelle approche de la prédiction de l'évolution spatio-temporelle du phosphore minéral dans les eaux de surface, particulièrement dans la baie lagunaire de Tiagba. L'originalité de cette étude réside dans l'utilisation des réseaux de neurones artificiels, précisément du perceptron multicouche, comme outil de modélisation. Deux approches de l'évolution spatio-temporelle de ce nutriment dans cette baie ont été étudiées : sa modélisation statique et sa modélisation dynamique. Ainsi, il a été utilisé deux bases de 3 966 et 4 627 données respectivement pour sa modélisation statique et sa modélisation dynamique. L'algorithme de Levenberg-Marquardt a été utilisé pour la détermination des poids de connexions lors du développement du perceptron multicouche. Il ressort, des résultats obtenus, que les modèles 5-14-1 et 6-14-2 permettent de prédire à 70,30 % et à environ 70 % respectivement les évolutions statique et dynamique du phosphore minéral dans cette baie lagunaire. Ces modèles, jugés satisfaisant peuvent servir de socle pour d'éventuelles études visant à la réhabilitation et la gestion de cet écosystème aquatique dans le cadre de son développement durable.

Une stratégie efficace d’atténuation des collisions routières impliquant la faune requiert de bonnes connaissances des facteurs pouvant expliquer pourquoi, où et quand celles-ci se produisent, afin d’améliorer la sécurité routière. Les collisions routières impliquant des cervidés sont reconnues pour être influencées notamment par des caractéristiques temporelles (phase du jour, saison, période biologique) et spatiales (topographie, couvert forestier). Ces facteurs peuvent influencer le comportement des cervidés, la capacité des conducteurs à détecter les animaux sur la chaussée et leur temps de réaction. Nous avons évalué l’effet des différentes caractéristiques spatiotemporelles sur le risque de collisions avec l’orignal (Alces americanus) et le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) sur l’autoroute Claude-Béchard (axe routier 85/185) reliant Rivière-du-Loup (Québec) au Nouveau-Brunswick, pour la période de 1990 à 2015. Notre capacité à identifier les principaux facteurs expliquant la distribution spatiotemporelle des collisions différait entre les espèces, et était meilleure pour l’orignal que pour le cerf. Les facteurs identifiés dans notre étude peuvent contribuer au développement d’une stratégie d’atténuation pour l’autoroute Claude-Béchard et à limiter le risque de collision, principalement avec l’orignal, tout en apportant de plus amples connaissances sur la répartition des collisions routières avec les cervidés dans un paysage agroforestier habité supportant de fortes densités de cervidés.

Devant les disparités spatiales auxquelles étaient confrontées les villes algériennes après l’indépendance, l’État a tenté de faire face à la situation en reconsidérant le maillage territorial par quatre découpages administratifs successifs (1963, 1974, 1984 et 1997). Nous proposons, dans cet article, d’analyser les conséquences spatiales de ces politiques publiques sur le processus de développement de l’agglomération algéroise. Une réflexion profonde sur l’évolution des agglomérations à Alger (changement de statut, émergence de nouvelles agglomérations, fusion entre les agglomérations chefs-lieux et les agglomérations secondaires, etc.) nous semble une approche très intéressante. Cela, d’un côté, pour avoir une vision claire du processus d’étalement urbain et, d’un autre côté, pour mieux apprécier l’évolution morphologique à laquelle est confrontée la ville d’Alger. Dans l’article, nous analysons la dynamique des agglomérations qui a accompagné le découpage administratif à Alger. Il s’agit de donner un éclairage nouveau sur le rôle qu’ont joué l’évolution et le changement de statut des agglomérations ainsi que la promotion administrative, 1 pour mieux apprécier l’évolution morphologique qu’a connue la ville d’Alger. À travers la mise en place d’une base de données sous SIG et par une approche historique et comparative, le résultat de ce travail nous a permis une meilleure lecture spatiotemporelle des mutations qu’ont subies les différentes agglomérations à Alger, de 1966 à ce jour. En effet, cette approche n’a jamais fait l’objet d’une analyse profonde dans le cadre des différentes recherches sur la ville d’Alger.

Résumé La compréhension de la dynamique des cours d'eau nécessite la connaissance des interactions qui lient l'écoulement, le transport des sédiments et le développement des formes sur le lit. Ceci implique la caractérisation des structures individuelles présentes dans l'écoulement mais aussi une prise en compte de leur organisation spatiotemporelle dans la section du cours d'eau. Trois structures turbulentes sont fréquemment utilisées pour décrire les écoulements sur lit de graviers : les structures d'éjection au lit, les structures d'échappement à l'aval d'obstacles protubérants et les structures à grande échelle se développant sur toute la tranche de l'écoulement. Il est possible de décrire les mécanismes de formation de ces structures de même que d'envisager leurs interactions dans un écoulement turbulent. Par exemple, les structures à grande échelle changent la dynamique des zones de recirculation à l'aval d'obstacle, ce qui donne naissance à différentes manifestations des structures d'échappement. Il est cependant plus difficile de regrouper ces structures à l'échelle d'une section de rivière. À partir des mécanismes de formation des structures et de leurs interactions, nous illustrons la complexité de l'organisation d'un écoulement à l'échelle d'une section de rivière. Bien que spéculative, cette illustration fait ressortir (1) l'étroite relation entre les échelles de rugosité du lit et les échelles des structures qui organisent l'écoulement ; (2) la présence de zones de production et de dissipation des structures ; et (3) l'anisotropie structurale de l'organisation de l'écoulement caractérisée par des interactions complexes entre les différentes structures. Cet essai souligne que les interactions entre les structures sont tout aussi importante que les structures ellesmêmes dans notre compréhension de l'organisation de l'écoulement.

Abstract STUDY QUESTION How do elastic matrisome components change during the lifetime of the human ovary? SUMMARY ANSWER The deposition and remodeling of mechanical matrisome components (collagen, elastin, elastin microfibril interface-located protein 1 (EMILIN-1), fibrillin-1 and glycosaminoglycans (GAGs)) that play key roles in signaling pathways related to follicle activation and development evolve in an age- and follicle stage-related manner. WHAT IS KNOWN ALREADY The mechanobiology of the human ovary and dynamic reciprocity that exists between ovarian cells and their microenvironment is of high importance. Indeed, while the localization of primordial follicles in the collagen-rich ovarian cortex offers a rigid physical environment that supports follicle architecture and probably plays a role in their survival, ovarian extracellular matrix (ECM) stiffness limits follicle expansion and hence oocyte maturation, maintaining follicles in their quiescent state. As growing follicles migrate to the medulla of the ovary, they encounter a softer, more pliant ECM, allowing expansion and development. Thus, changes in the rigidity of the ovarian ECM have a direct effect on follicle behavior. Evidence supporting a role for the physical environment in follicle activation was provided in clinical practice by ovarian tissue fragmentation, which promoted actin polymerization and disrupted ovarian Hippo signaling, leading to increased expression of downstream growth factors, promotion of follicle growth and generation of mature oocytes. STUDY DESIGN, SIZE, DURATION We investigated quantitative spatiotemporal changes in collagen, elastin, EMILIN-1, fibrillin-1 and GAGs from prepuberty to menopause, before conducting a closer analysis of the ECM surrounding follicles, from primordial to secondary stages, in both prepubertal and tissue from women of reproductive age. The study included ovarian tissue (cortex) from 68 patients of different ages: prepubertal (n = 16; mean age [±SD]=8 ± 2 years); reproductive (n = 21; mean age [±SD]=27 ± 4 years); menopausal with estrogen-based HRT (n = 7; mean age [±SD]=58 ± 4 years); and menopausal without HRT (n = 24; mean age [±SD]=61 ± 5 years). PARTICIPANTS/MATERIALS, SETTING, METHODS Quantitative investigations of collagen and GAG deposition in ovarian tissue throughout a woman’s lifetime were conducted by analyzing brightfield images. Characteristic features of collagen fiber content were based on polarized light microscopy, since polarized light changes with fiber thickness. To evaluate the deposition and distribution of elastin, fibrillin-1 and EMILIN-1, multiplex immunofluorescence was used on at least three sections from each patient. Image processing and tailored bioinformatic analysis were applied to enable spatiotemporal quantitative evaluation of elastic system component deposition in the human ovary over its lifetime. MAIN RESULTS AND THE ROLE OF CHANCE While collagen levels increased with age, fibrillin-1 and EMILIN-1 declined. Interestingly, collagen and elastin reached their peak in reproductive-age women compared to prepubertal (P < 0.01; P = 0.262) and menopausal subjects with (P = 0.706; P < 0.01) and without (P = 0.987; P = 0.610) HRT, indicating a positive impact of secreted estrogen and hormone treatment on collagen and elastin preservation. Interestingly, HRT appears to affect elastin presence in ovarian tissue, since a significantly higher (P < 0.05) proportion of elastin was detected in biopsies from menopausal women taking HRT compared to those not. Higher GAG levels were found in adult ovaries compared to prepubertal ovaries (P < 0.05), suggesting changes in tissue ultrastructure and elasticity with age. In this context, elevated GAG values are suspected to participate in hampering formation of the fibrillin-1 network (r = −0.2475; P = 0.04687), which explains its decline over time. This decline partially accounts for the decrease in EMILIN-1 (r = 0.4149; P = 0.00059). Closer examination of the ECM surrounding follicles from the primordial to the secondary stage, both before and after puberty, points to high levels of mechanical stress placed on prepubertal follicles compared to the more compliant ECM around reproductive-age follicles, as suggested by the higher collagen levels and lower elastin content detected mainly around primordial (P < 0.0001; P < 0.0001, respectively) and primary (P < 0.0001; P < 0.001, respectively) follicles. Such a stiff niche is nonpermissive to prepubertal follicle activation and growth, and is more inclined to quiescence. LARGE SCALE DATA Not applicable. LIMITATIONS, REASONS FOR CAUTION The duration and form of administered HRT were not considered when studying the menopausal patient group undergoing treatment. Moreover, we cannot exclude interference from other nongynecological medications taken by the study patients on ovarian ECM properties since there is no information in the literature describing the impact of each medication on the ECM. Finally, since the ECM is by definition a very heterogeneous meshwork of proteins, the use of two-dimensional histology could be a limitation. Single time points on fixed tissues could also present limitations, since following ovary dynamics from prepuberty to menopause in the same patient is not feasible. WIDER IMPLICATIONS OF THE FINDINGS From a biomechanical perspective, our study revealed important changes to ECM properties dictating the mechanical features of ovarian tissue, in line with the existing literature. Our findings pave the way for possible therapeutic targets at the ECM level in the context of female fertility and ovarian rejuvenation, such as mechanical stimulation, antifibrotic treatments, and prevention or reversion of elastic ECM degradation. Our study also sheds light on the follicle-specific ECM composition that is dependent on follicle stage and age. These data will prove very useful in designing biomimetic scaffolds and tissue-engineered models like the artificial ovary. Indeed, they emphasize the importance of encapsulating each type of isolated follicle in an appropriate biomaterial that must replicate the corresponding functional perifollicular ECM and respect ovarian tissue heterogeneity in order to guarantee its biomimicry. STUDY FUNDING/COMPETING INTEREST(S) This study was supported by grants from the Fonds National de la Recherche Scientifique de Belgique (FNRS) (C.A.A. is an FRS-FNRS research associate; grant 5/4/150/5 awarded to M.M.D.) and the Université Catholique de Louvain (PhD grant ‘Coopération au développement’ awarded to E.O.). None of the authors have any competing interests to declare.

Le développement considérable de l'activité touristique hivernale et estivale entraîne des perturbations au niveau des principaux cours d'eau andorrans. Il est intéressant d'étudier l'impact de ces perturbations sur des réseaux hydrographiques de haute altitude caractérisés par des conditions du milieu particulières (basse température-forte pente). Les données disponibles concernant la physicochimie et la faune des eaux andorranes sont réduites (PUIG, 1979 ; PEÑA, 1983). Treize stations ont été étudiées dans le cadre de ces travaux. Au cours d'un cycle annuel (automne 1998 à automne 1999), huit prélèvements d'invertébrés benthiques ont été réalisés à chaque station à l'aide d'un filet Surber (vide de maille : 200 µm-surface échantillonnée : 1/ 20e m2). Neuf paramètres physicochimiques (température, pH, conductivité, DCO, DBO5, nitrates, nitrites, ammoniaque, phosphates) ont été mesurés de façon hebdomadaire à chaque station. Le traitement des données physicochimiques par analyses discriminantes révèle l'existence d'un gradient amont-aval de dégradation de la qualité de l'eau. Parallèlement, la qualité de l'eau suit un cycle saisonnier mis en évidence par l'opposition entre campagnes d'été et d'hiver-printemps 1999, d'une part, et campagnes d'automne 1998-1999, d'autre part. L'analyse de la répartition spatiotemporelle de la faune benthique, basée également sur des analyses discriminantes, met en évidence la disparition des taxons polluosensibles dans les stations intermédiaires et aval comme les filtreurs (Simuliidae), les prédateurs (Perlodae, Perlididae, Rhyacophilidae) et les fragmenteurs (Nemouridae, Leuctridae) et l'apparition de nouveaux taxons polluotolérants en aval (Chironomidae, Oligochètes). Ce genre de phénomène a déjà été observé dans d'autres cours d'eau de montagne soumis à des perturbations entraînant l'augmentation de la charge organique (DECAMPS et PUJOL, 1977). Ces taxons polluotolérants comme par exemple, les Oligochètes qui prolifèrent dans la zone aval du cours d'eau principal (Gran Valira) et en aval de l'unique station d'épuration située sur l'Ariège remplacent dans la structure trophique d'autres taxons polluosensibles. Ce phénomène s'observe également au sein d'un même groupe trophique, c'est le cas des prédateurs composés des Perlidae, des Perlodidae et des Rhyacophilidae présents dans les stations de haute altitude et qui disparaissent en aval où ils sont remplacés par les Achètes (Glossiphoniidae). Le calcul de plusieurs indices biologiques d'évaluation de la qualité des eaux (IBGN - BMWP), de richesse et de diversité spécifiques (indices de Shannon et de Margalef), de structure des peuplements (CUMMINS, 1979, 1985) met en évidence la diminution de la richesse et de la diversité spécifiques des stations amont vers les stations aval. L'impact du développement touristique se manifeste à partir des stations de moyenne altitude. Dans ces stations, la pollution est partiellement évacuée, chaque automne, par l'eau de bonne qualité en provenance des zones amont des cours d'eau. Ce phénomène se traduit par une grande variabilité des conditions physicochimiques et de la composition des communautés benthiques. Dans les stations aval, la pollution prend plutôt un caractère chronique suite à la concentration des pollutions en provenance des différentes zones perturbées. La variabilité des conditions du milieu et des assemblages faunistiques est donc moindre. Les résultats obtenus à partir du traitement des données physicochimiques et faunistiques mettent en évidence une dégradation de l'intégrité écologique des cours d'eau (modifications physicochimiques, modifications du peuplement, diminution de la diversité). L'impact des perturbations d'origine anthropique suit un cycle dépendant de la fréquentation touristique. Au cours de ce cycle, alternent deux périodes " critiques " caractérisées par des perturbations hivernales (ski) et estivales (tourisme, randonnées) et une période de " récupération " durant l'automne. Ces travaux ont permis de tester l'hypothèse des perturbations intermédiaires du milieu (CONNELL, 1978 ; RESH, 1988 ; TOWNSEND et al., 1997) et de rechercher les seuils d'intensité des perturbations et/ou l'amplitude de ces perturbations ainsi que leur impact négatif sur la composition faunistique (EDWARD et RYKIEL, 1985 ; PICKETT et al., 1989 ; REICE et al., 1990).

DANS LE SYSTEME NERVEUX CENTRAL (SNC) DE SOURIS s100b-EGFP, LA PROTEINE EGFP PLACEE SOUS LE CONTROLE DU PROMOTEUR DU GENE s100b EST EXPRIMEE DANS LES ASTROCYTES, LES EPENDYMOCYTES ET CERTAINS NEURONES (VIVES ET AL. , 2003). AU COURS DE MA THESE, NOUS AVONS RECENSE D'AUTRES POPULATIONS DE CELLULES s100b-EGFP+ AU COURS DU DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE ET CHEZ L'ADULTE. AU TERME DE CETTE ETUDE, NOUS AVONS ETABLI QUE LE GENE s100b EST UN MARQUEUR DE DIFFERENCIATION DU LIGNAGE OLIGODENDROCYTAIRE ET MARQUE EGALEMENT LA POPULATION NEOCORTICAL DE PROGENITEURS NG2+. DANS LE CERVELET EMBRYONNAIRE, LE GENE s100b EST EXPRIME DANS LA GLIE RADIAIRE PRIMAIRE QUI GENERE LA GLIE DE BERGMANN ET DANS LES PRECURSEURS NEURONAUX QUI MIGRENT ET S'ACCUMULENT DANS LA COUCHE EXTERNE DES GRANULES (EGL). L'ENSEMBLE DE CES RESULTATS REMET EN CAUSE LE DOGME QUI FAIT DE LA S100B UN MARQUEUR EXCLUSIF DES ASTROCYTES.

De nombreux troubles ont un retentissement sur le contrôle de l’équilibre dynamique au cours de la marche. Qu’ils soient d’origine traumatique, neurologique, ou liés à la sénescence, ils limitent plus ou moins la stabilité, c’est-à-dire la capacité des sujets à récupérer de perturbations internes ou externes, et peuvent conduire à la chute. Chez les enfants, la stabilité est de plus liée aux étapes développementales. Son interprétation nécessite donc de différencier ce qui relève de l’instabilité développementale et de l’instabilité pathologique. Les techniques instrumentées d’analyse du mouvement permettent un enregistrement fiable et précis des paramètres de la marche. Des index ont été développés pour faciliter l’évaluation clinique de la marche des patients mais aucun d’entre eux ne quantifie l’aspect stabilité.Ce travail de thèse a conduit à la production d’un score quantifiant la stabilité au travers de la variabilité des paramètres spatiotemporels, enregistrés par une piste de marche électronique. Ce score, dénommé Gait Variability Index (GVI), a été appliqué à des populations, asymptomatiques et pathologiques, représentatives des différents âges de la vie : l’enfant, l’adulte et la personne âgée. Les résultats obtenus chez des patients affectés de paralysie cérébrale, d’ataxie de Friedreich ou cérébrolésés démontrent que le GVI est un outil cohérent pour l’évaluation de l’instabilité. Outre l’intérêt clinique qu’il représente, celui-ci ouvre différentes perspectives pour son application et invite à la réflexion quant à la nature perturbatrice ou régulatrice de la variabilité
Many pathologies affect balance control during gait. Traumatic, neurological or age-related disorders can all limit more or less the stability, which is the capacity of subjects to recover from perturbations, and can lead to falls. For children, the stability is related to the developmental stages and its interpretation requires differentiating what pertains to the developmental instability and to the pathological instability. Instrumented movement analysis allows a reliable and precise recording of the gait parameters. Indexes were developed to improve the clinical evaluation of the patients walking but no one of them quantifies the stability feature.This thesis led to the production of a score quantifying the stability through variability of the spatiotemporal parameters, recorded by an electronic walkway system. The score, called Gait Variability Index (GVI), has been applied to asymptomatic and pathological populations, representative of the various ages of life: children, adults and elderly persons. Results for patients affected by cerebral palsy, Friedreich’s ataxia or after stroke demonstrate that the GVI is a coherent tool for the evaluation of instability. Beyond the clinical interest, it opens various studies perspectives in gait analysis, and is thought-provoking about the disruptive or regulating nature of variability

Les systèmes d’information géographique (SIG) sont largement utilisés pour représenter, gérer et analyser les données spatiales dans plusieurs disciplines incluant les géosciences, l’agriculture, la foresterie, la météorologie et l’océanographie. Néanmoins, malgré l’avancement récent des technologies des SIG, ils sont encore limités dans la représentation et la simulation des processus spatiotemporels. Ce travail de recherche définit le cadre théorique, conceptuel et applicatif qui vise à améliorer les méthodes de compréhension, de représentation et de simulation des processus dynamiques continus. Il vise plus précisément à améliorer les structures de données dans les SIG en développant une structure de données hiérarchique qui est la base d’un automate cellulaire capable de répondre aux principales caractéristiques de ces processus. L’exploration du potentiel des automates cellulaires pour simuler et représenter les processus dynamiques continus dans les SIG en respectant leur caractère irrégulier et hiérarchique fait l’objet de ce travail de recherche dans lequel une application dans le contexte hydrologique est mise en place. Nos objectifs spécifiques se résument dans 1) la construction d’une tessellation irrégulière et hiérarchique permettant de représenter les processus spatiotemporels et 2) la simulation de ces processus en utilisant un automate cellulaire opérant sur cette tessellation. Nous étudions la discrétisation de l’espace en tessellation irrégulière basée sur le diagramme de Voronoï et nous proposons une procédure de hiérarchisation de cette tessellation dans un objectif de représentation multi-échelle afin d’offrir une solution d’aide à la décision dans la gestion du territoire. Nous expliquons notre méthodologie et les algorithmes de sélection de données pour la génération de différents niveaux d’échelles spatiales. Un automate cellulaire non traditionnel est mis en place pour lequel nous définissons une grille à géométrie irrégulière de type Voronoï, des règles de transition spécifiques et un type particulier de voisinage orienté. Nous validons le fonctionnement de ce prototype dans le Bassin Expérimental de la Forêt Montmorency à Québec où des comparaisons sont possibles grâce à des données de débits d’eau mesurées in situ.
Geographic information systems (GIS) are widely used to represent, manage and analyse spatial data in many disciplines including geosciences, agriculture, forestry, meteorology and oceanography. However, despite recent advances in GIS technologies, they are still limited when it comes to representation and simulation of spatiotemporal processes. This research work, deals with a theoretical, conceptual and practical framework which aims to improve the representation of dynamic continuous processes. It aims especially to improve GIS capabilities by developing a CA based on a hierarchical irregular tessellation which is able to take into account the main characteristics of these processes. The exploration of the cellular automata potential to simulate and represent dynamic continuous processes regarding their irregular and hierarchic characteristics is the subject of this work where an application in the hydrologic field is established. Our specific objectives are 1) to build an irregular and hierarchic grid that can be used to represent spatiotemporal processes, 2) to simulate those processes with a cellular automata operating on this grid. We give details about the irregular geometric grid based on a Voronoï Diagram, the characteristics of a specific oriented neighbourhood and the transition rules that are governing the cells update. In addition, we discuss the hierarchical perspective of the build lattice that is essential for easy move between different spatial scales. We explain our methodology of data selection in order to generate the spatial levels of representation by demonstrating the used selection algorithms. This facilitates the representation of spatial dynamic phenomena and contributes to the better understanding of the complex behaviour of the whole system at different levels of details. We also present the data structures and general functioning of the whole simulation system. We finally, validate our framework by simulating the water flow process in a specific watershed in the region of Montmorency Forest of Quebec where in situ data are available. To validate our simulation results we compare them with measured data.

Dans certaines régions du cerveau adulte des vertébrés, les cellules souches neurales (NSC) génèrent des neurones fonctionnels. Les NSC sont principalement en quiescence, mais peuvent passer de l’état quiescent à l’état activé (division). A l’échelle de la population, la proportion des NSCs activées reste constante pendant plusieurs années. Les changements du taux d'activation corrèlent avec le développement de pathologies. Aussi, la distribution spatio-temporelle des événements d'activation peut impacter le maintien homogène des NSCs ainsi que le positionnement des nouveaux neurones. Les mécanismes contrôlant le taux et la distribution spatio-temporelle des événements d'activation ne sont pas bien connus. Nous utilisons le télencéphale du poisson zèbre adulte pour répondre à ces questions. Le télencéphale héberge une grande quantité de NSCs et permet l'enregistrement de leurs comportements, sur plusieurs semaines, grâce à une procédure d'imagerie intra-vitale. Dans cette thèse, nous avons évalué l'existence de mécanismes non-cellulaires autonomes contrôlant l'équilibre activation/quiescence dans l'espace et au cours du temps. Nous avons aussi étudié la pertinence des hétérogénéités moléculaires et géométriques sur le comportement des NSCs. Ces travaux ont mis en évidence l'importance de la géométrie des NSCs lors de l'activation et le rôle des cellules progénitrices, produites par les NSCs, pour exercer une inhibition, via la signalisation Notch, empêchant l'activation des NSCs voisines. Grâce à un modèle analytique, nous montrons que cette inhibition maintient la distribution spatio-temporelle des NSCs et homogénéise spatialement la distribution des nouveaux neurones
In some regions of the adult vertebrate brain, Neural Stem Cells (NSCs) generate fully functional neurons. NSCs are found mostly in quiescence, but can shuttle from quiescence to activation (division). At the population level, the proportion of NSCs dividing at a given time remains constant throughout adulthood and perturbations of NSC activation rate correlate with pathological situations. Also, the spatiotemporal distribution of NSC activation events is expected to impact the homogeneous maintenance of the NSC pools and the locations of neuronal production. What controls the rate and spatiotemporal distribution of NSC activation events remain poorly understood. The adult zebrafish telencephalon is a good model to address these questions. The telencephalon hosts many NSCs and it allow the recording of their behaviors over weeks thanks to an intravital imaging procedure. In this thesis, we have used this model to study the regulation of adult NSCs behaviors from two perspectives. First, we assessed the existence of non-cell-autonomous mechanisms controlling the quiescence-activation balance of the NSC population in space and time. Second, we investigated the relevance of intrinsic heterogeneities on individual NSC behaviors. This work highlighted (i) the importance of NSC geometry for their fate decisions during activation and (ii) the role of their differentiated progeny to locally exert a delayed inhibition, via Notch signaling, to prevent neighboring NSC activation. Using modeling we also show how the lineage-related inhibition maintains NSCs with specific spatiotemporal correlations and can spatially homogenize the distribution of adult-born neurons

Tous les réseaux de neurones immatures génèrent une activité dite « spontanée »qui persiste même en l’absence de toute afférence et est impliquée dans de nombreux processus développementaux. Cette activité apparaît in vitro sous formes de vagues calciques ou électriques pouvant se propager sur de grandes distances et embraser toute la préparation. Toutefois, sa dynamique a été assez peu étudiée jusqu’à présent. En vue de combler quelque peu cette lacune, nous avons utilisé des matrices de microélectrodes (MEA) pour caractériser l’activité rythmique spontanée dans la moelle épinière embryonnaire de souris, sur des préparations aigues et en culture incluant également le tronc cérébral.Les enregistrements MEA produisent des volumes de données très importants qui nécessitent des outils d’analyse performants et adaptés à l’information que l’on souhaite extraire. Nous avons donc développé des méthodes pour la détection, la classification et la cartographie des patrons spatiotemporels d’activité dans les données multicanaux. Notre approche cartographique utilise l’interpolation par splines et est orientée vers la production de cartes multimodales combinant l’activité électrique et des données anatomiques ou biochimiques (marquages). Ces méthodes d’analyse nous ont permis de décrire très précisément l’évolution de l’activité spontanée aux stades précoces (E12.5–E15.5). Nous avons également montré que, à E14.5, l’activité est initiée dans le bulbe, plus précisément dans une région riche en neurones 5-HT, suggérant un nouveau rôle des voies sérotoninergiques descendantes dans la maturation des réseaux spinaux.Enfin, nous avons analysé les mouvements embryonnaires à E14.5 et avons découvert des caractéristiques analogues à la dynamiques spatiotemporelle des activités intraspinales
Immature neural networks generate a peculiar type of activity that persists even in the absence of electrical inputs and was termed for this reason “endogenous”or “spontaneous”. This activity is ubiquitous and was found involved in a wide range of developmental events. In vitro, it can be observed as calcium or electrical waves propagating over great distances, often invading the whole preparation,but its dynamics remain poorly described. In order to somewhat fill this gap,we used multielectrode arrays (MEAs) to characterise the spontaneous rhythmic activity in the mouse developing spinal cord, in both acute and cultured isolated hindbrain-spinal cord preparations.To extract relevant information from the massive amounts of data yielded by MEA recordings, adapted analysis tools are needed. Thus, we have developedmethods for the detection, classification and mapping of spatiotemporal patternsof activity in multichannel data. Our mapping approach is based on the thin plates pline interpolation and includes the possibility to combine maps of activity with anatomical or stained data for multimodal imaging.These methods allowed us to analyse in great detail the evolution of spontaneousactivity at early stages (E12.5–E15.5). In addition, we have localised theinitiation site of E14.5 activity in the medulla and shown that it matches a densemidline population of serotoninergic neurons, suggesting a new role for 5-HTpathways in the maturation of spinal networks. Finally, we have recorded andtracked spontaneous limb movements of E14.5 embryos and found that features of motility were consistent with patterns of spinal activity

De nombreux troubles ont un retentissement sur le contrôle de l'équilibre dynamique au cours de la marche. Qu'ils soient d'origine traumatique, neurologique, ou liés à la sénescence, ils limitent plus ou moins la stabilité, c'est-à-dire la capacité des sujets à récupérer de perturbations internes ou externes, et peuvent conduire à la chute. Chez les enfants, la stabilité est de plus liée aux étapes développementales. Son interprétation nécessite donc de différencier ce qui relève de l'instabilité développementale et de l'instabilité pathologique. Les techniques instrumentées d'analyse du mouvement permettent un enregistrement fiable et précis des paramètres de la marche. Des index ont été développés pour faciliter l'évaluation clinique de la marche des patients mais aucun d'entre eux ne quantifie l'aspect stabilité.Ce travail de thèse a conduit à la production d'un score quantifiant la stabilité au travers de la variabilité des paramètres spatiotemporels, enregistrés par une piste de marche électronique. Ce score, dénommé Gait Variability Index (GVI), a été appliqué à des populations, asymptomatiques et pathologiques, représentatives des différents âges de la vie : l'enfant, l'adulte et la personne âgée. Les résultats obtenus chez des patients affectés de paralysie cérébrale, d'ataxie de Friedreich ou cérébrolésés démontrent que le GVI est un outil cohérent pour l'évaluation de l'instabilité. Outre l'intérêt clinique qu'il représente, celui-ci ouvre différentes perspectives pour son application et invite à la réflexion quant à la nature perturbatrice ou régulatrice de la variabilité.

Le premier objectif de ce travail est le développement d'une approche analytique combinatoire basée sur l'utilisation de différentes techniques chromatographiques et spectroscopiques afin d'établir un profil de l'évolution spatiotemporelle de la MOEE. Le deuxième objectif est de développer une méthode alternative de cratérisation de la MOEE adaptée à l'analyse sur site. A l'aide du fractionnement sur résines XAD-8 et XAD-4 connectées en tandem, la MOEE dans les extraits du sol est divisée en 3 familles de composés : hydrophobe, transphilique et hydrophile. La détermination de leurs teneurs en carbone organique, suivie par leur caractérisation spectrale UV et de fluorescence tridimensionnelle, a mis en évidence la prédominance de l'impact de la profondeur sur leurs répartitions et sur leurs propriétés qualitatives. L'impact de l'incorporation des résidus végétaux frais dans le sol et des paramètres climatiques sur ces propriétés s'est montré plus ponctuel. L'étude des propriétés complexantes effectuée grâce à l'approche fluorimétrique a montré que les trois fractions de la MOEE se caractérisent par des importantes capacités complexantes, notamment les fractions hydrophiles. Une méthodologie alternative a été développée basée sur l'exploitation des spectres UV par déconvolution spectrale permettant d'obtenir, par une simple analyse spectrale, un fractionnement de la MOEE analogue à celui obtenu sur résine et une quantification du carbone total et de chaque fraction en plus des nitrates

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du développement international de sources laser ultrarapides à fortes puissances crêtes (TW et PW) qui repoussent les limites en termes de puissances surfaciques obtenues sur cible après focalisation (>10^19W/cm^2). La technique d’amplification par dérive de fréquence (CPA) pour amplifier l’ énergie d’impulsions femtosecondes introduit des couplages spatio-temporels (CST) en cas d’alignement imparfait élémentsclés de la chaîne d’amplification, tels que l’ étireur ou le compresseur. Affectant la forme de l’impulsion, ces distorsions spatio-temporelles réduisent fortement la puissance crête au foyer. Or, le contrôle du profil temporel de l’impulsion sur plusieurs dizaines de picosecondes et une large dynamique est nécessaire afin de connaître précisément les conditions d’interaction del’impulsion avec la matière lors d’expériences.Plusieurs techniques de caractérisation spatio-temporelle ont été étudiées durant cette thèse. La technique TERMITES a montré ses limites de par lesconditions expérimentales inhérentes aux lasers TW et PW (fluctuations d’énergie tir-à-tir, pointé) et de par la dynamique intrinsèque maximale de mesure. La deuxième technique est l’interférométrie spectrale auto-référencée à excursion temporelle étendue (SRSI-ETE) qui a pour ambition de caractériser enmono-coup spatio-temporellement selon une dimension transverse l’impulsion, ainsi que son contraste temporel. Cette technique repose sur le filtrage spatio-temporel d’une réplique de l’impulsion par l’effet non-linéaire du troisième ordre de génération d’onde polarisée croisée (XPW). Le filtrage n’est efficaceque pour de faibles distorsions et des mesures expérimentales n’ont pas permis de reconstruire la forme spatio-temporelle de l’impulsion en sortie de compresseur. Toutefois, la mesure mono-coup du contraste temporel de l’impulsion sur ±37 ps et une dynamique de 10^8 a été validée en comparant avec un autocorrélateur du troisième ordre.La nouvelle technique proposée, appelée CROISSANT, repose sur l’observation de l’intensité spatio-spectrale de l’impulsion générée par l’effet XPW. Des mesuresexpérimentales ont permis de caractériser en mono-coup la forme spatio-temporelle d’impulsions femtosecondes avec une grande sensibilité. La méthodepour identifier les distorsions et les corriger est donnée pour les CST du premier et du deuxième ordre
This thesis has been carried out in the framework of the international development of high peak power ultrafast laser sources (TW to PW) that push forward the limits in terms of focused light intensity on target (>10^19 W/cm²). The chirped-pulse amplification (CPA) technique commonly used to amplify femtosecond laser pulses introduces spatio-temporal couplings (STC) in the event of imperfect alignment in the stretcher or compressor elements inside the amplification chain. These STC greatly reduce the peak power at focus. Controlling the temporal contrast of the pulse over several tens of picoseconds and with a high dynamic range is necessary in order to accurately know the laser-matter interaction conditions during experiments.Several techniques for spatio-temporal characterization of femtosecond pulses were studied during this thesis. The TERMITES technique showed its limits due to the experimental conditions inherent to TW and PW lasers (shot-to-shot and pointing fluctuations) and the maximum intrinsic dynamic range.The second technique is the extension of the Self-Referenced Spectral Interferometry with extended time excursion (SRSI-ETE) that aims at characterizing in single-shot both the spatio-temporal shape (in one transverse dimension) and the temporal contrast of the incident pulse. This technique is based on the spatio-temporal filtering by the cross-polarized wave (XPW) generation. Filtering is only effective for weak distortions and experimental measurements could not reconstruct the spatio-temporal shape of the pulse at the compressor output. However, the single-shot measurement of the temporal contrast of the pulse on ±37 ps and a dynamic range of 10^8 were validated by comparing results with a third order autocorrelator.The novel proposed technique, named CROISSANT, relies on the observation of the spatio-spectral intensity of the XPW pulse. Experimental results could characterize in a single laser shot the spatio-temporal shape of the pulse with high sensitivity. The method for identifying the specific STC and its correction method is given for both first- and second-order STC

Etude des modifications des relations entre un insecte phytophage spécialiste et une plante cultivée, selon la diversité végétale du peuplement de la plante-hôte. Les attaques d' acanthoscelides obtectus, dont les femelles pondent dans les gousses sèches, ont été comparées sur haricot nain cultivé en monoculture et en association avec le mai͏̈s. Plans expérimentaux "en bloc" ou plus simples ont été utilisés. Les plantes sont échantillonnées systématiquement dans les parcelles en début de saison. Les données relevées portent sur le suivi de la fructification du haricot, les attaques de bruches et les caractéristiques de l'habitat (microclimat et développement du maI͏̈s). Les attaques diminuent dans les associations quelle que soit la densité du haricot, cette diminution dépend de l'indice comparé de la synchronisation des cycles des deux plantes.