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- PublicationAccès libre1,3-Dipolar cycloadditions: click chemistry for a new synthesis of 5-substituted tetrazoles and applications in organocatalysis
; Sedelmeier, GottfriedLes besoins récents en chimie organique de synthèse appliquée focalisent les efforts des chercheurs au développement de nouvelles voies efficaces et versatiles pour la préparation de molécules bioactives, en prenant en comptes en particulier les critères économiques et environnementaux. Nous avons développé une méthode novatrice et écologique pour la préparation de tetrazoles 141,142. Ce groupe fonctionnel trouve des applications dans des domaines variés allant des matériaux aux explosifs, et est d’un intérêt tout particulier en chimie médicinale 1. Cette importance a conduit au développement de diverses méthodes de préparation des tétrazoles, toutes présentant cependant des désavantages majeurs comme l’utilisation de réactifs toxiques ou explosifs, entre autres. La méthode alternative que nous avons développée permet la formation de tétrazoles à partir de nitriles en utilisant des azides de dialkylaluminium, qui possèdent l’avantage d’être des réactifs bon marché et non toxiques et permettent la préparation d’une large variété de tétrazoles de façon très efficace, adaptable à l’échelle industrielle. Nous avons ensuite appliqué cette méthodologie à l’organocatalyse 142, c'est-à-dire à la préparation et l’étude de molécules organiques ayant la faculté de catalyser des transformations chimiques très sélectives, procédé particulièrement attractif d’un point de vu environnemental et économique en constant développement., Tetrazoles are a class of heterocycles with a wide range of applications in medicinal chemistry and in material sciences 1. However a versatile method to synthesize tetrazoles through safe protocols is still highly desirable. Indeed each of the general known procedures uses either toxic metals, expensive reagents, harsh reaction conditions and may lead to the formation of dangerous hydrazoic acid or explosive sublimates. We report herein the discovery and development of a novel efficient process for transforming a wide variety of nitriles into the corresponding tetrazoles in high yield, using a simple and safe protocol. It has been found that the organoaluminum azides are affective reagents for the direct conversion of nitriles to tetrazoles. The organic soluble dialkylaluminum azides are prepared in a short time (4-6 h, r.t.) from the corresponding cheap dialkylaluminum chlorides. The cycloaddition occurs under mild conditions, and it is possible to synthesize a broad range of tetrazole derivatives with a high selectivity. This methodology can be applied to the synthesis of the pyrrolidine tetrazole, a versatile alternative of proline in organocatalysis. A variety of new catalysts based on pyrrolidine tetrazole skeleton are therefore efficiently prepared and tested. - PublicationAccès libre3D stochastic modeling of karst aquifers using a pseudo-genetic methodologyLe but de cette thèse est le développement d'une méthodologie de modélisation des aquifères karstiques. Premièrement, la géométrie des conduits karstiques est simulée. La géométrie de ces conduits est contrôlée à large échelle par la géologie (modèle géologique), et à plus petite échelle par la fracturation (modèle stochastique de fracturation).
Deuxièmement, ces modèles géométriques (formations 3D et conduits ensemble) sont utilisés comme base pour la simulation d'écoulement et de transport.
En dernière partie, le simulateur de conduits SKS ("Stochastic Karst Simulator") est couplé avec la simulation d'écoulement et transport pour investiguer une approche inverse qui permette d'utiliser cette méthodologie dans une étude d'incertitude.
La méthodologie de simulation des conduits karstiques développée ici se base sur une approche dite "pseudo-génétique", càd qui mime les résultats des processus de spéléogénèses, sans pour autant simuler toute la dynamique complexe de ces processus, comme la dissolution et le transport réactif de calcite, etc. Dans cette approche pseudo-génétique les conduits karstiques sont simulés par une physique approchée, qui se base sur le principe de minimisation de l'énérgie. L'eau se déplace dans un milieu en cherchant le chemin de moindre résistance. Ce principe est utilisé ici, par l'utilisation d'un algorithme de Fast Marching, qui permet de calculer le chemin de moindre effort., The focus of this thesis is the development of a methodology to model karst aquifers. First the geometry of the karst conduits is simulated. Their geometry is controlled by the geology at large scale (geological model) and by the fracturation at smaller scale (stochastic model of fractures).
Secondly, these geometrical models (3D geological formation together with conduits) are used as base for flow and transport simulation.
Finally, the karst conduit generator called SKS ("Stochastic Karst Simulator") is coupled with the physical simulation (flow and transport) to investigate an inverse approach which allows to use this methodology in an uncertainty analysis.
The karst conduits simulation methodology is called pseudo genetic because it mimic the results of the speleogenetic processes, without simulating all the complex kinetic of karst systems genesis, like reactive transport, calcite dissolution and precipitation. In this approach, the karst conduits are simulated by approaching the physical principle of minimization of energy using a Fast Marching Algorithm. This algorithm allow to compute the minimum effort path, which is assumed to be the one used by water, and consequently the preferential dissolution., Das Ziel dieser Dissertation besteht in der Entwicklung einer Methode zur Modellierung von Karstaquiferen. In einem ersten Schritt wird die Geometrie des Karstsystems simuliert. Im grossen Massstab wird die Geometrie des Karstsystems durch die Geologie bestimmt (geologisches Modell), in kleinerem Massstab durch Klüfte (stochastisches Modell zur Kluftgenese). In einem zweiten Schritt wird dieses Modell als Grundlage für die Modellierung von Grundwasserströmung und Stoffransport im Karstsystem verwendet.
Schliesslich wird die Simulation des Karstsystems mittels des Karst-Simulator (SKS, "Stochastic Karst Simulator") mit Simulationen von Grundwasserströmung und Stoffransport gekoppelt, um einen inversen Ansatz zu untersuchen, der es erlauben würde diese Methode im Rahmen einer Unsicherheitsanalyse zu verwenden.
Die hier entwickelte Methodik zur Simulierung von Karstaquiferen basiert auf einem sogenannt "pseudogenetischen" Ansatz, weil sie speleogenetische Prozesse nachbildet, ohne die komplexe Dynamik dieser Prozesse, wie Auflösung und reaktiver Transport von Kalzit etc., im Detail zu simulieren. Die Karstgenese wird in dieser Methodik vielmehr durch einen Ansatz angenähert, der auf dem Prinzip der Energieminimierung beruht. Dabei wird ein Fast Marching Algorithmus verwendet, um zwischen den Stellen mit Wasserzuflüssen ins Karstsystem und den Karstquellen den Weg des geringsten Widerstandes zu berechnen., Lo scopo di questa tesi, è lo svipuppo di una metodologia di modellizzazione realistica degli acquiferi carsici. Nella prima parte viene modellizzata la geometria dei condotti carsici. La geometria di questi ultimi, è controllata a larga scala dalla geologia (modello geologico) e a piu piccola scala dalla fratturazione (modello di fratturazione stocastico).
In seguito questi modelli geometrici vengono usati come base per la simulazione di fluidi e trasporto di contaminanti. E infine, il simulatore di condotti carsici SKS ("Stochastic Karst Simulator") è usato insieme alla simulazione di fluidi e trasporto per valutare l'applicabilità di un approcio inverso che permetta di utilizzare questa metodologia di simulazione.
La metodologia di simulazione dei condotti carsici è detta "pseudo genetica", perchè tenta di approssimare la fisica complessa della speleogenesi (come il trasporto reattive, la dissoluzione/precipitazione della calcite) senza dover risolverla numericamente. In effetti si basa sul principio fisico della minimizzazione dell'energia, usando un algoritmo di Fast Marching per calcolare il cammino di minor resistenza (cioè quello che dovrebbe seguire l'acqua). In pratica questa metodologia simula dei sistemi carsici maturi, direttamente nel loro stato finale. - PublicationAccès libreβ-aminobutyric acid (BABA): towards understanding its biosynthesis, localization and hormonal regulation in "Arabidopsis thaliana"Lorsqu’elles exposées à des évènements stressants de basse intensité ou stimulées par des molécules spécifiques, les plantes peuvent répondre plus rapidement et vigoureusement aux stress. Ce phénomène est appelé priming. Parmi les molécules qui l’induisent, l’acide β-aminobutyrique (BABA) peut être considéré comme l’une des mieux caractérisées. Les plantes synthétisent du BABA et augmentent leurs concentrations lors d’un stress, biotique ou abiotique. Cependant, sa biosynthèse, la régulation hormonale et sa localisation subcellulaire sont peu, voire pas encore connues. L’objectif de cette thèse a alors été de clarifier les aspects plus méconnus de la physiologie de BABA chez Arabidopsis thaliana.
Pour comprendre le métabolisme de cette molécule, une analyse RNA-seq a été réalisée en comparant après un stress, les transcrits des Arabettes avec ceux du mutant cpr5-2, possédant des concentrations basales plus hautes que le type sauvage. Cette analyse a permis de trouver dix gènes surexprimés et un gène sousexprimé en commun. Cependant, la détermination des concentrations de BABA, chez des lignées T-DNA des gènes surexprimés, n’a pas permis de sélectionner un ou plusieurs mutants, dont les niveaux étaient altérés par un stress abiotique.
Pour avoir une connaissance plus précise des signaux hormonaux contrôlant l’accumulation de BABA chez les plantes, des Arabettes ont été traitées de deux différentes manières en employant plusieurs solutions de phytohormones. Seule l’injection dans le sol de l’acide abscissique (ABA) a augmenté les niveaux de BABA, alors que sa forme bioactive (+)-ABA provoquait ce phénomène, tant en l’injectant dans le sol qu’en le sprayant. Pour lier cette augmentation avec la voie de signalisation de ABA chez Arabidopsis, deux mutants des trois SnRK2 ont été testé. Pour deux mutants snrk2.2 snrk2.3 et snrk2.6, les concentrations de BABA se sont révélées comparables au type sauvage. Ce phénotype dépendrait donc probablement des effets de compensation entre les trois kinases.
Pour localiser subcellulairement BABA, la microscopie confocale a été utilisée in vivo sur des Arabettes. Pour cela, une étiquette avec un alcyne a été ajouté à BABA (BABA-TAG), ne provoquant pas une diminution totale de sa capacité d’induction de résistance. La visualisation de BABA s’est faite via une réaction catalysée par le Cu(I) permettant d’attacher à l’alcyne un groupement azoture fluorescent. Après deux jours d’incubation, BABA montrait une localisation pariétale et se plaçait dans des structures globulaires intracellulaires. Cependant, d’autres expériences sont nécessaires pour définir correctement sa localisation chez les plantes.
Abstract
Priming is defined as a physiological state induced by a priming stimulus that allows a plant to deploy a more rapid and more robust defense response to stresses compared with a non-primed plant. β-aminobutyric acid (BABA) has emerged as one of the best stimuli to study priming. Plants can synthesize BABA and accumulate it after being exposed to both biotic or abiotic stress. The plant immune system regulates BABA accumulation during pathogen infection. BABA concentrations vary depending on organ type and with the developmental stage. Flowers, senescent leaves and seeds are the sites of major accumulation. Interestingly, the early senescence and constitutive priming mutant cpr5-2 shows higher basal and induced BABA concentrations compared to its wild type.
Besides cpr5-2, no other mutants related to BABA have been characterized up to now. Therefore, we performed RNA-seq analysis to identify common genes expressed during various BABA-inducing biotic and abiotic stresses in Arabidopsis Col-0 and cpr5-2. The analysis revealed ten genes up-regulated in common and one down-regulated gene. Nevertheless, T-DNA insertional lines of the up-regulated genes did not show a wild-type BABA concentration after salt stress application, keeping unsolved the search for genes involved in BABA metabolism in plants.
Furthermore, we are looking at the relation between BABA and plant hormones. Exposition of Arabidopsis to different plant hormones revealed that only ABA led to an increase of the BABA concentration. The bioactive form of ABA, (+)-ABA, showed a more robust BABA induction phenotype. Mutants of the three SnRK2 genes, key regulators of ABA signaling, showed BABA induction after (+)-ABA application, suggesting a compensation effect.
Finally, to get further information on BABA localization in plants, BABA has been modified chemically, adding an alkyne tag. Successively, a copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) between tagged BABA and an azide Alexa fluor® was performed, generating fluorescence tagged BABA molecules. These molecules were then visualized on confocal microscopy, showing a cell wall localization of BABA in Arabidopsis roots and globular subcellular structures. Leaves showed no labeling. However, the results are too early to define precisely the exact localization of BABA in plants. - PublicationAccès libreA bi-phasic model of chloroplast biogenesis during de-etiolation in "Arabidopsis thaliana"La structure et la fonction du chloroplaste sont uniques en nature. Le chloroplaste est l’organelle dans lequel s’effectuent la photosynthèse et la fixation du carbone qui soutient la vie. Les réactions photosynthétiques dépendantes de la lumière se produisent au niveau du système interne membranaire du chloroplaste appelé thylakoïdes. Une classe spécifique de lipides (galactolipides) constitue la majorité de la membrane thylacoïdienne où des protéines et les pigments (chlorophylle et caroténoïdes) sont assemblés en photosystèmes.
Les plantules cultivées à l’obscurité développent un phénotype jaune typique de la carence en chlorophylle et contiennent le précurseur du chloroplaste appelé etioplaste. L’exposition à la lumière déclenche la transition d’étioplaste en chloroplaste (biogénèse du chloroplaste) et donc l’apparition de la photosynthèse. La biogénèse du chloroplaste coïncide avec la formation de la membrane thylacoïdienne. La formation de thylakoïdes est un processus complexe qui consiste en l’accumulation progressive et concertée de lipides et de protéines qui s’organisent dans une structure bien définie en moins de 100 heures. Les mécanismes de la formation de thylakoïdes restent largement inconnus et représentent une question clé dans la façon dont une plante se développe en organisme photosynthétique. Dans ma thèse, j’ai étudié la formation de thylakoïdes sur une période de temps de la biogénèse du chloroplaste dans le système modèle Arabidopsis thaliana. La reconstruction tridimensionnelle (3D) des chloroplastes à des moments précis a été réalisée à l’aide de la technologie de microscopie électronique « serial block face –scanning electron microscopy (SBF-SEM) ». Des données quantitatives sur le nombre de chloroplastes, leur volume ainsi que la surface de l’enveloppe et de la membrane thylakoïdienne ont été collectées en parallèle avec des données biochimiques concernant les composants protéiques et lipidiques de la membrane thylacoïdienne. Plus précisément, une analyse protéomique à des moments précis pendant la de-etiolation a permis d’identifier plus de 5000 protéines, dont 1112 étaient des protéines plastidiales. Ces données, combinées avec l’analyse quantitative par immunodétection, ont fourni des informations sur la régulation temporelle des protéines associées à la photosynthèse, tandis que l’analyse lipidomique des 12 principaux galactolipides a révélé une régulation différentielle des galactolipides selon leur voie de biosynthèse (voies dites procaryotique et eucaryotique). La combinaison de données (ultra)structurales et biochimiques a révélé deux phases distinctes de la biogénèse du chloroplaste c’est-à-dire la « phase d’établissement de la structure », pendant laquelle la photosynthèse devient opérationnelle, suivie par la « phase de prolifération des chloroplastes » qui se produit en même temps que l’expansion cellulaire. Enfin, j’ai développé un modèle mathématique décrivant l’expansion de la surface thylacoïdienne pendant la dé-étiolation.
Abstract The structure and the function of the chloroplast is unique in nature. It is the organelle in which photosynthesis and life-sustaining carbon fixation takes place. The photosynthetic light reactions occur at the internal membrane system of the chloroplast called thylakoids. A specific class of lipids (galactolipids) constitutes the majority of thylakoid membrane where photosynthetic proteins and pigments (chlorophyll and carotenoids) are assembled into photosystems. Seedlings grown in the dark develop a yellow phenotype typical of the chlorophyll deficiency, and contain the precursor of the chloroplast called etioplast. Light exposure triggers etioplast to chloroplast transition (chloroplast biogenesis) and hence the onset of photosynthesis. The chloroplast biogenesis coincides with the formation of the thylakoid membrane. Thylakoid formation is a complex process which consists of the gradual and concerted accumulation of lipids and proteins that organize into a well-defined structure within a matter of less than 100 hours. The mechanisms of thylakoid formation remain largely unknown and represent a key question in how a plant develops into a photosynthetic organism.
In my thesis, I studied thylakoid formation over a time course of chloroplast biogenesis in the Arabidopsis thaliana model system. Three-dimensional (3D) reconstruction of chloroplasts at specific time points was carried using serial block face-scanning electron microscopy technology (SBF-SEM). Quantitative data of chloroplast number, volume as well as envelope and thylakoid membrane surface were collected in parallel with biochemical data regarding protein and lipid components of the thylakoid membrane. Specifically, a proteomics analyses at specific time points of de-etiolation identified more than 5000 proteins of which 1112 were plastid proteins. These data combined with quantitative immunoblots, provided information on the temporal regulation of photosynthesis-associated proteins while the lipidomics analysis of the 12 major galactolipids revealed a differential regulation of the pro- and eukaryotic galactolipid biosynthetic pathways. The combination of (ultra)structural and biochemical data revealed two distinct phases of chloroplast biogenesis i.e. “Structure Establishment Phase” during which photosynthetic activity was first established followed by the “Chloroplast Proliferation Phase” which occurred in concomitance with cell expansion. Finally, I developed a mathematical model describing the gradual expansion of the thylakoid surface during chloroplast biogenesis. - PublicationAccès libreA comparative study on the plant odour preferences and learning ability of three solitary endoparaditoids of "Spodoptera" species
- PublicationAccès libreA conceptual model of flow and transport in a karst aquifer based on spatial and temporal variations of natural tracers
; Les aquifères karstiques représentent une importante ressource en eaux souterraines à l'échelle planétaire. Cette ressource est très vulnérable aux contaminants car les eaux transitent rapidement dans l'aquifère et les phénomènes d'atténuation sont limités. Les hydrogéologues ont développé deux approches différentes pour étudier l'écoulement et le transport des aquifères karstiques : la première infère la structure du système karstique à partir des réponses hydrauliques et chimiques à la source ; la seconde est une modélisation numérique de la réponse en utilisant une distribution théorique des paramètres d'écoulement et du transport. Ces deux approches sont insuffisamment validées par des observations de terrain détaillées. Le principal objectif de cette thèse est de combler le vide existant entre les mesures de terrain et les modèles numériques. Pour ce faire, nous avons observé les paramètres d'écoulement et de transport en différents endroits du système pour en extraire un modèle conceptuel de fonctionnement cohérent. Ce modèle a ensuite été comparé aux modèles existant dans la littérature. Le site test principal est l'aquifère karstique de Milandre situé dans le Jura tabulaire. Les traceurs naturels (ions majeurs, oxygène-18, conductivité) et le débit ont été mesurés sur la rivière souterraine, ses affluents principaux, des eaux de percolation et la source principale du système. Les paramètres furent mesurés sur le long terme afin de caractériser leur variabilité spatiale, ainsi qu'à l'échelle d'une crue afin de décrire les processus dynamiques. Des sites complémentaires (Grand Bochat et Brandt) ont été utilisés afin de compléter les mesures effectuées à la base de l'épikarst. Le modèle conceptuel proposé se structure en quatre sous-systèmes : le sol, l'épikarst, la zone non saturée et le zone phréatique. Chacun de ces sous-systèmes a ses propres particularités en terme d'écoulement et de transport. Le sol contrôle la recharge effective du système. Il contribue de manière efficace au stockage de l'eau. C'est dans cette zone que l'eau fraîchement infiltrée se mélange rapidement avec l'eau stockée. Son épaisseur contrôle l'occupation du sol : les sols épais sont généralement cultivés alors que les sols minces sont des secteurs boisés. La concentration des ions dépend de l'occupation du sol pour les paramètres liés aux contaminations (nitrate, chlorures, sulfate, potassium, sodium). De plus le sol est la source principale de CO2 qui contrôle les paramètres liés à la dissolution des calcaires. L'épikarst contribue efficacement au stockage de l'eau souterraine. A l'image d'un entonnoir, il canalise les écoulements vers les fractures perméables de la zone non saturée C'est dans ce sous-système que les paramètres associés à la dissolution sont principalement acquis. La zone non saturée se résume essentiellement à une zone transmissive qui connecte l'épikarst aux conduits sub-horizontaux de la zone phréatique. Lors des crues, les phénomènes de dissolution peuvent encore être significatifs dans cette zone. La zone phréatique est constituée d'un réseau de conduits partiellement noyés qui drainent les écoulements en direction de la source. Cette zone collecte les écoulements issus de la zone non saturée, mélange les affluents, et achemine l'eau souterraine en direction des exutoires. Le stockage dans les volumes peu perméables (VPP) de la zone phréatique semble jouer un rôle limité sur l'écoulement et le transport. Le mélange des différents affluents est un phénomène prépondérant qui influence les chimiogrammes à la source lors des événements de crue. En conditions d'étiage, l'écoulement de base est essentiellement issu des réserves de l'épikarst. Les concentrations en traceurs sont stables puisque les équilibres chimiques sont déjà atteints dans l'épikarst. Les eaux provenant des différents affluents se mélangent dans le réseau de conduits et la chimie à la source est le résultat de ce mélange. Lors des événements de crue, la non stationnarité des écoulements induit un mélange non linéaire des affluents. Les contributions respectives des affluents évoluent au cours de la crue, conditionnant les chimiogrammes à la source. En cas d'une importante infiltration, des eaux issues d'autres sources que l'épikarst participent à la crue. Dans un premier temps, l'eau du sol court-circuite l'épikarst et gagne la zone phréatique. Ses caractéristiques sont un signal isotopique tamponné et des concentrations en ions différentes de celles de l'épikarst. Si la recharge continue, l'eau fraîchement infiltrée, directement issue de l'eau de pluie, peut rejoindre également la zone phréatique. Ses caractéristiques sont un signal isotopique contrasté et des concentrations ioniques basses. La provenance des eaux participant à la crue est contrôlée par la hauteur de l'infiltration efficace correspondant à l'événement pluvieux. La dissolution du calcaire est significative pour les eaux provenant du sol et de la pluie. Les chimiogrammes sont plus influencés par les mélanges que par les processus de dissolution. D'un point de vue pratique, cette étude confirme le rôle prépondérant du sol et de l'épikarst sur le transport de solutés dans les aquifères karstiques. Cet aspect avait déjà été intégré dans les méthodes de cartographie de la vulnérabilité développées récemment (EPIK, PI, VULK), Karst aquifers represent an important groundwater resource world-wide. They are highly vulnerable to contamination due to fast transport through the system and limited attenuation of contaminants. The two main hydrogeological approaches developed for studying flow and transport are: inference of the system structure from karst spring hydrographs and chemographs; numerical modelling of flow and transport using a theoretical distribution of flow and transport field parameters. These two approaches lack of validation by detailed field measurements and observations. The main objective of this thesis is to "fill the gap" existing between field and model data. Observations of flow and transport parameters at several locations within the system were used to develop a conceptual model. This model was then compared to the existing models. The main field test site is the Milandre karst aquifer, located in the Swiss tabular Jura. Natural tracers (major ions, oxygen-18, specific conductance) and discharge were measured on the underground river, its main tributaries, percolation waters, and the main spring. These data were collected on a long-term basis in order to assess the spatial variability of the parameters, and on a short time scale (i.e. flood events) in order to investigate the dynamic processes. Complementary sites (Brandt and Grand Bochat) were used for more observations at the base of the epikarst. The proposed conceptual model considers four sub-systems: the soil zone, the epikarst, the unsaturated zone, and the phreatic zone. Each has its own specificity with respect to flow and transport. The soil zone controls the actual infiltration into the system. It contributes efficiently to groundwater storage. It mixes quickly stored water with fresh infiltrated water. Its thickness determines land-use: thick soils are generally cultivated whereas thin soils are under forested areas. The solutes concentration of soil waters depends on land-use for pollution-related parameters (nitrate, chloride, sulfate, potassium, sodium). Moreover the soil zone is the main source of CO2 which controls the limestone dissolution-related parameters. The epikarst zone contributes largely to groundwater storage. It distributes groundwater into vadose flow through conduits, and base flow through low permeability volumes (LPV) in the unsaturated zone. It is the sub-system where dissolution-related parameters are mostly acquired. The unsaturated zone is seen as a transmissive zone connecting the epikarst to the horizontal conduit network of the phreatic zone. In case of flood events, some dissolution still occurs in this sub-system. The phreatic zone is the partly flooded conduit network draining groundwater to the spring. It collects waters issued from the unsaturated zone, mixes the tributaries, and drain the water towards the discharge area. The role of phreatic storage appears to be limited for both hydraulics and transport. Tributary mixing is a prominent process that shapes spring chemographs during flood events. In steady-state conditions, base flow is mainly sustained by the epikarst reservoir. Tracer concentrations are stable as the chemical equilibrium is already reached in the epikarst. Waters issued from the different tributaries mix in the conduit network, and the spring chemistry is the result of this mixing. During flood events, transient flow induces non-linear mixing of the tributaries. The respective contributions of the tributaries change throughout the flood, and the spring chemographs vary accordingly. In case of important recharge, waters issued from other sources than the epikarst participate to the flood. First, soil water reaches the phreatic zone. Its characteristics are a dampened isotopic signal, and ionic concentrations differing from those of the epikarst. Second, fresh water directly issued from rainfall, may reach the phreatic zone. Its characteristics are a varying isotopic signal, and diluted ionic concentrations. The mixing components participating to the flood are controlled by the actual infiltration volume (or height). The limestone dissolution process is effective for the fresh and soil components of flow. However mixing processes play a more important role than dissolution for shaping the spring chemographs. From a practical point of view, the project confirmed the prominent role of the soil zone and the epikarst on the solute transport in karst systems. This was already integrated in karst vulnerability mapping methods recently developed (EPIK, PI, VULK). Key-words: karst aquifer, carbonate aquifer, Milandre test site, epikarst, infiltration, transport, isotope, nitrate, dissolution, natural tracers, mixing, chemographs, spatio-temporal variability, structure, storage, transit times, vulnerability, local scale, catchment scale. - PublicationAccès libreA glimpse into social interactions in the selection interview : disfluencies, storytelling, laughter and their impact on interview outcomesLes participants à un entretien de sélection, particulièrement les candidats, sont hautement motivés à démontrer des informations à leur avantage et vont déployer des tactiques de gestion d’impressions. Toutefois, les recruteurs ont des difficultés à détecter de telles tactiques. Une explication possible est que certaines tactiques sont plus subtiles et moins évidentes à percevoir, et sont ainsi inintentionellement négligées. Cette thèse vise à donner un aperçu de certains aspects interactionnels pertinents mais peu connus que les participants déploient au cours d'un entretien de sélection et à explorer leur impact sur les résultats de l’entretien. J'ai exploré trois phénomènes : les disfluences, la production de récits et le rire. Tout d'abord, j'ai exploré les réponses des candidats aux questions comportementales. Ces questions, d'un point de vue interactionnel, exigent des candidats qu'ils répondent dans un format spécifique, narratif. Dans l'article 1, un type particulier de disfluences, les délais de réponse, a prédit le type de réponse des candidats. Au fil du temps, les candidats étaient de moins en moins susceptibles de produire la réponse narrative appropriée. Les délais de réponse ont également eu un effet négatif sur les évaluations d'embauche des recruteurs. Répondre à temps et avec le type de réponse approprié a des résultats positifs pour les candidats en termes d'objectifs d'auto-présentation. Les résultats soulignent également les difficultés qu'ils ont éprouvées à produire des récits sur demande. Dans l'article 2, j'ai manipulé deux manières d’encourager le récit des candidats : les relances et l'information. Le comportement interactif des recruteurs (relances) a augmenté la production de récits des candidats et la variété des éléments narratifs qu'ils contenaient. Les recruteurs ont un rôle-clé à jouer pour favoriser la production de récits des candidats. Le niveau d'information des candidats n'a pas augmenté la production de récits. Cependant, l'information a diminué la production de pseudo-récits. De plus, les résultats ont confirmé que se remémorer un épisode pertinent à raconter était un problème majeur pour les candidats. Enfin, j'ai exploré un aspect interactionnel plutôt original mais prometteur, le rire (article 3). Dans l'entretien de sélection, le rire est plus susceptible d'être produit par les candidats (par rapport aux recruteurs), par les femmes et lors des transitions (entre les différentes phases de l'entretien). De plus, les épisodes de rires partagés initiés par les recruteurs étaient positivement liés aux évaluations d'embauche, tandis que les rires unilatéraux des candidats étaient négativement liés aux recommandations des recruteurs. Le rire n'est pas produit au hasard et constitue une façon subtile de gérer les impressions dans l’entretien. Les principaux résultats et les implications pour les entretiens de sélection, les limites et les perspectives futures de recherche sont discutés.
- PublicationAccès libreA knowledge extraction framework for crime analysis: unsupervised methods in uncertain environmentsCette thèse de doctorat investigue le rôle des méthodes d'extraction de connaissances dans l'analyse criminelle en tant que projet interdisciplinaire, avec une orientation sur les méthodes non supervisées traitant les aspects d'incertitude qui sont intrinsèques à l'environnement du crime.
Dans un contexte où les données générées par les activités criminelles sont de plus en plus disponibles grâce à l'évolution des technologies, l'utilisation de méthodes automatisées pour créer de la valeur à partir de ces données devient une nécessité. Ces méthodes d'analyse requièrent une conception spécifique selon la nature des données qu'elles traitent, principalement collectées à partir de scènes de crimes. Les analystes criminels ont désespérément besoin de telles méthodes pour être mieux informés et efficients dans la lutte perpétuelle contre le crime. Cependant, leurs choix en termes d’étendue et de disponibilité sont très limités.
Un framework qui délimite et explique le rôle des méthodes d’extraction de connaissance pour l’analyse criminelle est proposé. Ce framework adresse un défi particulier : développer des méthodes de data mining non supervisées qui permettent de traiter l’incertitude des données criminelles.
Trois approches sont développées pour confronter ce défi. (1) Comment structurer et représenter des données criminelles pour exploiter pleinement leur potentiel à révéler des connaissances par la conduite d’autres analyses ? (2) Quelle est la méthode appropriée d’analyse de liens entre les crimes qui prenne en compte des données à la fois quantitatives et qualitatives ? Et (3) quelle est la méthode appropriée pour aider les analystes criminels à détecter des changements dans des tendances criminelles d’une manière flexible et compréhensible ?
L’importance de cette recherche interdisciplinaire peut être résumée en deux points : elle clarifie et délimite le rôle du data mining dans l’analyse criminelle, en fournissant une perspective sur son applicabilité dans cet environnement particulier ; et elle facilite l’extraction de connaissances par l’utilisation des méthodes proposée guidées par le métier., This doctoral thesis investigates the role of knowledge extraction methods in the analysis of crime as an interdisciplinary project, with a focus on unsupervised methods dealing with the uncertain aspects that are intrinsic to the crime environment.
In a context where data generated from criminal activities are increasingly available due to the evolution of technology, the use of automated methods to create value from these data becomes a necessity. These analytic methods require a specific design with regard to the nature of the data they deal with, mostly gathered from crime scenes. Crime analysts desperately need such methods to be better informed and efficient in the perpetual struggle against crime. However, their choices in terms of range and availability are very limited.
A framework delineating and explaining the role of knowledge extraction methods for crime analysis is provided. This framework addresses a particular challenge: developing unsupervised data mining methods dealing with the uncertainty of crime data.
Three approaches are developed to confront this challenge. (1) How to structure and represent crime data to fully exploit the potential of revealing knowledge with further analyses? (2) What is the appropriate method to analyze links between crimes that can deal with both qualitative and quantitative crime data? And (3) what is the appropriate method to help crime analysts to flexibly and understandably detect changes in crime trends?
The significance of this interdisciplinary research can be summarized in two points: it clarifies and delineates the role of data mining in crime analysis, by giving some insights into its applicability in this particular environment; and it makes easier the extraction of knowledge by the use of the proposed domain-driven methods. - PublicationAccès libreA molecular approach to microeukaryotic diversity, ecology and biogeography associated with Sphagnum mosses
; Malgré le fait que les micro-eucaryotes composent la majeure partie de la biodiversité terrestre et jouent de nombreux rôles essentiels dans le maintien des écosystèmes, la connaissance de leur diversité, de leur écologie ainsi que de leurs aires de répartition reste très lacunaire. Dans ce sens, les objectifs de cette thèse sont 1) d’accroître la connaissance de la diversité des micro-eucaryotes 2) de caractériser les préférences écologiques et de déterminer quelles sont les principales variables qui influencent la composition des communautés et enfin 3) de comprendre les règles qui dirigent les communautés à l’échelle locale et globale. Pour atteindre ces objectifs, un milieu spécifique a été sélectionné : la "sphagnosphère", celui-ci désigne l’eau interstitielle sous l’influence des mousses de sphaignes (Sphagnum). Cet environnement est un excellent modèle en biologie car il se caractérise par une faible teneur en éléments nutritifs, un faible pH, des quantités élevées d’acides organiques et une grande stabilité dans le temps.
Nous avons d’abord exploré la diversité de deux groupes de protistes vivant dans les sphaignes. Le premier groupe est le genre Nebela (Arcellinida, Hyalospheniidae), un groupe d’amibes à thèque composé d’espèces étroitement apparentées. Nous avons décrit formellement la plus abondante et l’avons nommée Nebela gimllii en raison de la taille de sa thèque. Les différents profils de communautés ont révélé que les espèces ne sont pas distribuées de manière aléatoire dans les tourbières. Au contraire, nous avons observé un fort groupement phylogénétique dans les zones oligotrophes, ce qui suggère que les teneurs faibles en azote exercent une forte pression environnementale. Nous avons également étudié la diversité moléculaire du clade d’Oomycota. Ce sont des stramenopiles qui se composent de nombreux parasites d’animaux, de champignons et de végétaux, ainsi que d’espèces saprotrophes. Nous avons révélé une grande diversité dans ce clade ce qui était inattendu pour des organismes osmotrophes vivant dans des habitats oligotrophes. De plus, la plupart des phylotypes trouvés ne sont pour le moment pas décrits morphologiquement ni génétiquement, ce qui suggère l’existence d’organismes hautement spécialisés.
Nous avons également étudié la diversité des micro-eucaryotes vivant dans des Sphaignes situées à différentes altitudes dans trois zones climatiques différentes : tempérée (Suisse-France-Italie), subtropicale (Japon) et tropicale (Costa Rica). Nos résultats suggèrent que 25% des phylotypes étaient communs dans ces trois zones. Nous avons également trouvé une corrélation significativement négative entre la quantité de phylotypes liés aux organismes mixotrophes et des températures élevées. Cela suggère que la mixotrophie est désavantageuse dans un climat chaud. Enfin, nous avons étudié la répartition spatiale d’une espèce emblématique d’amibe à thèque trouvé dans les tourbières de l’hémisphère nord: Hyalosphenia papilio. Un total de 13 lignées ont été trouvées, dont neuf présentent des distributions restreintes et quatre sont bien réparties dans tout le domaine holarctique. Nous avons montré, sur la base de reconstructions phylogénétiques et d’une reconstitution des caractères ancestraux, que l’origine de H. papilio se situe probablement sur la côte ouest de l’Amérique du Nord.
En résumé, ma thèse démontre que l’environnement « sphagnosphère » accueille une diversité élevée et unique de micro-eucaryotes. Cette diversité est influencée par des variables environnementales physicochimiques à l’échelle locale mais également par le climat et la distance géographique à l’échelle mondiale. Nous avons identifié et quantifié les principales variables abiotiques locales (à savoir la microtopographie et la teneur en azote) qui influencent fortement les communautés au sein d’une même zone climatique. Ces variables ont exercé un fort effet de filtre environnemental, qui semble être un processus fondamental dans la mise en place des communautés. De plus, à l’échelle mondiale, nous avons démontré que la température était le principal paramètre influençant la composition de la communauté, et notamment l’abondance mixotrophique. Aux deux échelles, la composition des communautés, et donc les interactions biotiques (et probablement le fonctionnement des écosystèmes), changent radicalement., Despite the fact that free-living microeukaryotes compose the major part of Earth’s biodiversity and play numerous essential roles in ecosystems, knowledge on their true diversity, ecology and their global patterns of distribution remain limited. In this sense, the objectives of this thesis are 1) to increase the knowledge on the diversity of microeukaryotes 2) characterize the ecological preferences and determine which are the main variables that influence community composition, and finally 3) to understand the rules that shape the communities at both local and global scales. To meet these objectives a specific component of the earth surface was selected: the “Sphagnosphere” i.e. the interstitial water directly influenced by Sphagnum mosses. This understudied but unique microenvironment is characterized by low nutrient contents, low pH, and high amounts of organic acids produced by the mosses. It is also very stable over time.
We first explored the diversity of two groups of protists in Sphagnum peatlands. The first group was genus Nebela (Arcellinida, Hyalospheniidae), a common testate amoeba taxon in acidic soils. We formally described the most abundant one and named it Nebela gimllii due to the small and stout shells. The different community profiles revealed that species are not randomly distributed among microhabitats in peatlands. Instead, we observed a strong phylogenetic clustering in nitrogen-poor areas suggesting that little amounts of nitrogen exerted strong environmental filtering. We also surveyed the molecular diversity of Oomycota, a clade of fungi- like stramenopiles which enclose many animal, fungi and plant parasites, as well as saprotrophic species. We revealed a high diversity, which was unexpected for osmotrophic organisms in nutrient-poor habitats unless most are parasitic. Moreover, most phylotypes found were not recorded in previous studies, which suggest the existence of highly specialized organisms.
We also surveyed the diversity of microbial eukaryotes along altitudinal gradients in three different climatic zones, temperate (western Alps), subtropical (Japan) and tropical (Costa Rica). We showed that 25 percent of phylotypes were shared in the three climatic zones. We found also a significant negative correlation between the proportion of phylotypes related to mixotrophic organisms and temperature. This, in line with other lines of evidence in the literature corroborates the idea that mixotrophy is disadvantageous under warm climates. Finally, we studied the spatial distribution of an emblematic morphospecies of testate amoeba found in the northern hemisphere peatlands: Hyalosphenia papilio. A total of 13 lineages were found, from which nine showed narrowly restricted distributions, and four were well distributed across the Holarctic realm. We showed, based on phylogenetic analyses and ancestral character reconstructions that H. papilio most probably appeared somewhere in the West Coast of North America.
In summary, my PhD revealed that the Sphagnosphere environment hosts high and unique diversity. This diversity is driven by physicochemical factors at the local scale and by climate and geographical distance at the global scale. We identified and quantified the main local abiotic variables, amongst which micro-topography and nitrogen content appeared to be the most significant in shaping micro-eukaryotic diversity within the same climate zone. These variables exerted strong environmental filtering, which appeared to be fundamental process of community assembly. On the other hand, at a global scale, we demonstrated that temperature was the factor that best explain community composition, and notably the abundance of mixotrophs (and hence a different functioning). At both scales, community composition, and therefore biotic interactions (and most probably ecosystem functioning) change drastically. - PublicationAccès libreA novel microfluidic concept for bioanalysis using controlled recirculating flows
- PublicationAccès libreA novel nano-optical sensing approach for real-time amyloid aggregation monitoringLe repliement incorrect et l’agrégation des protéines amyloïdes ont été associés au développement de maladies incurables comme la maladie d’Alzheimer et de Parkinson. Dans le cas spécifique de la maladie d’Alzheimer, des fibrilles matures et insolubles formées par l’agrégation du peptide « amyloïde-beta » (Aβ) sont un des éléments caractéristiques que l’on peut détecter dans le cerveau des patients affectés par cette pathologie. Durant de nombreuses années, ces fibrilles insolubles ont été considérées comme les principales responsables du développement de la maladie d’Alzheimer. Cependant, des études récentes ont révélé que la toxicité au niveau cellulaire du tissu neuronal est causée par des agrégats du peptide Aβ sous forme d’oligomères solubles, qui se forment pendant des premières étapes du processus d’agrégation, plutôt que par les fibrilles matures et insolubles. Les oligomères solubles du peptide Aβ sont difficile à identifier et à étudier, car les méthodes classiques de détection des amyloïdes ne sont pas assez sensibles pour pouvoir révéler leur formation. La recherche de nouvelles stratégies d’investigation du processus d’oligomérisation du peptide Aβ est désormais devenue impérative pour permettre de mieux comprendre les causes sous-jacentes du développement de la maladie d’Alzheimer, et de poser les bases d’un diagnostic précoce qui puisse être effectuée avant que les symptômes cliniques ne se manifestent.
Dans ce projet de thèse, nous explorons les propriétés uniques d’une plateforme optique de détection réfractométrique et « sans marqueur » afin de proposer une nouvelle approche à l’investigation des premières étapes du processus d’oligomérisation du peptide Aβ, couramment connu comme phase « lag» silencieuse. Notre approche permet la détection optique en temps réel des variations locales de l’indice de réfraction qui ont lieu une fois que l’agrégation commence. La méthode optique est basée sur l’interrogation d’un revêtement multicouche diélectrique (autrement appelée « cristal photonique à une dimension ») capable de soutenir une onde de surface électromagnétique, connue comme onde de surface de Bloch (Bloch Surface Wave, BSW). Les BSW générées par les revêtements multicouches diélectriques sont sensibles aux perturbations externes de l’indice de réfraction près de la surface du cristal photonique. Dans ce travail de thèse, nous apportons une preuve du principe de la technique basée sur les BSW pour la détection de l’agrégation du peptide Aβ42. Pour cela, nous suivons en temps réel la variation de l’indice de réfraction d’une solution aqueuse contenante le peptide Aβ42. Cette mesure est réalisée pendant les premières phases d’agrégation et de formation de fibrilles. La surface du revêtement multicouche est mise en contact direct avec la solution sondée. La surface sensible est positionnée verticalement. Le peptide Aβ42 est initialement injecté sous forme de monomère, et agrège progressivement jusqu’à former les fibrilles. Pendant ce processus, le peptide Aβ42 à tendance à précipiter loin de la surface du cristal photonique. Le capteur détecte uniquement un changement d’indice de réfraction dans un volume défini par la pénétration normale à la surface de l’onde évanescente du mode BSW qui est de l’ordre de 500nm. Par conséquent, la mesure d une diminution de l’indice de réfraction de la solution, laquelle est directement corrélée à la diminution de la concentration des monomères du peptide Aβ42 pendant leur agrégation.
Nous démontrons l’efficacité de l’approche BSW en suivant en temps réel les premières étapes cruciales de formation des oligomères toxiques du peptide Aβ42. Pour aborder la détection sélective de l’analyte, nous concevons une stratégie de modification et de fonctionnalisation chimique de la surface. Par ailleurs, nous apportons des nouvelles notions sur le mécanisme complexe d’agrégation du peptide Aβ42 en présence de petites sondes moléculaires qui sont capables d’interférer avec la dynamique de formation amyloïde. Comme moyen de contrôle, des méthodes spectroscopiques classiques, la microscopie à transmission électronique, le dosage de liaison avec la molécule fluorescente Thioflavine T, et des mesures basées sur la technique de RMN sont utilisées pour accomplir la caractérisation morphologique de l’échantillon investigué pendant son agrégation. Enfin, nous présentons une amélioration potentielle du système optique de base afin de simultanément effectuer une mesure de la diffusion de la lumière due aux agrégats. Ceci, avec comme but, d’investiguer en temps réel la variation en taille des agrégats du peptide Aβ42 durant la formation de fibrilles., The misfolding and aggregation of amyloid proteins has been associated with incurable diseases such as Alzheimer's or Parkinson's disease. In the specific case of Alzheimer's disease, insoluble mature fibrils formed of amyloid-beta (Aβ) peptide aggregates are one of the gross features detectable in brain of Alzheimer-disease-affected patients. Insoluble mature fibrils were for long time believed to be the main culprit of the pathology. Recent studies have shown that cell toxicity is caused by soluble oligomeric forms appearing in the early stages of aggregation, rather than by insoluble mature fibrils. Soluble Aβ oligomers are of difficult identification and study, since the classical amyloid detection techniques are not sensitive enough to reveal their formation. Research on new strategies to investigate Aβ oligomerization is imperative for the better understanding of the causes underlying the Alzheimer’s disease, and to set the basis for the diagnosis of the disease prior to the onset of clinical symptoms.
In this work, we exploit the unique properties of an optical label-free refractometric sensing platform to propose a novel approach for investigating the initial and silent–lag–phase of Aβ42 oligomerization. Our sensing approach allows the real-time optical detection of local refraction index changes occurring as aggregation takes place. The method is based on the optical interrogation of a dielectric multilayer (one-dimensional photonic crystal) sustaining an electromagnetic surface wave, called Bloch Surface Wave (BSW). BSWs generated on dielectric multilayers are sensitive to external perturbations of the refractive index close to the surface of the photonic multilayer. In this work, we report on a proof of principle of the BSW-based detection technique for sensing protein aggregation by monitoring in real time the refractive index variation of an aqueous solution containing the Aβ42 peptide during early aggregation and fibril formation. The multilayer surface is directly contacted with the probed aqueous medium and the sensing chamber is positioned vertically. Hence, we exploit BSWs to locally probe the refractive index variations of a solution wherein the Aβ42 peptide is initially injected in a monomeric form and is progressively aggregating to form fibrils. During this process, the Aβ42 peptide tends to precipitate away from the multilayered surface, therefore, the measurements using BSWs monitor a local variation of the refractive index of the solution, which is directly related to the depletion of the concentration of the Aβ42 monomeric form during aggregation.
We demonstrate the efficacy of the BSW approach by monitoring in real-time the first crucial steps of Aβ42 oligomerization. To address a selective sensing of the analyte, we devise a surface chemical functionalization strategy. Furthermore, we provide new insights into the complex mechanism of aggregation of this protein system in the presence of small molecular probes able to interfere with the dynamics of amyloid formation. As a control method, spectroscopic methods, Transmission Electron Microscopy, Thioflavin T binding assay, and NMR-based measurements are used to morphologically characterize the sample during aggregation. Finally, we present a potential improvement of the setup to perform a simultaneous light scattering measurement, with the purpose of real-time monitoring the size change of the Aβ aggregates, throughout fibrillization. - PublicationAccès libreA physiological and molecular approach to study organic acid exudation and development of cluster roots in Lupinus albus L
- PublicationAccès libreA plant split-ubiquitin system and TAP-tagging to study in vivo protein interactions in the chloroplast protein import machinery
- PublicationAccès libreA sociocultural exploration of trauma among refugee victims of tortureEurope is living through a refugee crisis of historic proportions which has now become one of the continent’s defining challenges of the early 21st century. The mental health impact of atrocities endured by refugee populations (1) is clear, with the literature reporting significantly high prevalence rates of post-traumatic stress disorder (P.T.S.D.) among this population. However, there have been significant concerns raised over the relevance and cross-cultural validity of P.T.S.D. as a diagnostic construct. Furthermore, we cannot ignore the impact of the current economic, political, and sociocultural reality facing refugees on their mental health. We need to locate trauma experiences within sociocultural context. The thesis aims to do so by addressing the following questions: • Which narratives of trauma circulate among the diverse actors working with refugees within various legal and medical activity systems? How is the diagnostic construct of P.T.S.D. used as a tool within these activity systems? • How do the individual trajectories of individual refugees, diagnosed with P.T.S.D., unfold over time within this sociocultural context? • How is trauma understood and made sense of by individual refugees? How is a diagnosis of P.T.S.D. accepted and understood (or not) by asylum seekers and refugees from culturally diverse populations? The research is centred on a yearlong follow-up of 10 beneficiaries of the M.S.F. Victims of Torture (V.O.T.) Project in Athens and their partner organization, Babel. An average of five open-ended interviews were conducted with these individual participants. Further data was also gained through complementary sources in order to locate these individual narratives within a socio-cultural context. This included 43 semi-structured interviews with “key informants” - professionals working with this population (doctors, psychologists, psychiatrists, social workers etc.), 21 semi-structured interviews with community leaders of various refugee communities across Athens, and four months of participant observation in the project The results, presented in the form of eight publications, highlight: i) the way in which a P.T.S.D. diagnosis is being used strategically as a cultural tool by various actors within medical and legal activity systems put in place to address the large influx of refugees arriving in Europe ii) the substantial impact of the current (sociocultural, legal, economic, and political) environment on refugee trauma trajectories iii) the culturally diverse narratives of trauma informing refugee mental health, which may compete, contradict, or conform to the narrative of trauma inherent to a diagnosis of P.T.S.D. iv)the multitude of ways in which refugees may exert a power to act as active agents,despite obvious power imbalances characterizing the medical and legal systems within which they manoeuvre. (1)Throughout the thesis, the term “refugee” as defined by the Geneva Convention of 1951 is used to include both refugees legally recognised in a host country as well as asylum-seekers. Résumé: La migration est devenue l’un des sujets majeurs pour le continent européen en ce début de XXIe siècle. Les besoins en accompagnement psychologique des populations de réfugiés sont reconnus, la littérature faisant notamment état d’un taux de prévalence significativement élevé du syndrome de stress post-traumatique (SSPT) au sein de cette population. Toutefois, la pertinence et la validité interculturelle du SSPT en tant que construction diagnostique fait l’objet de critiques et d’interrogations. En outre, nous ne pouvons figer les besoins de réfugiés à leur situation pré-migratoire et ignorer l'impact des réalités économiques, politiques et socioculturelles auxquelles ils sont confrontés tout au long de leur parcours migratoire, au sein des pays d’accueil et de destination, sur leur santé mentale. Nous devons situer les expériences traumatisantes dans leur contexte socioculturel. La présente thèse vise à le faire en abordant les questions ci-après : • Quels récits du traumatisme circulent parmi les divers acteurs travaillant avec les réfugiés dans le cadre des systèmes d'accompagnement et de prise en charge juridiques, sociaux et médicaux ? • Comment la construction diagnostique du SSPT est-elle utilisée comme outil par et au sein de ces systèmes ? • Comment les trajectoires individuelles de chaque réfugié diagnostiqué avec un SSPT se déroulent-elles dans le temps dans leur contexte socioculturel ? • Comment le traumatisme est-il perçu par chaque réfugié ? • Comment un diagnostic de SSPT est-il accepté et compris (ou non) par les réfugiés issus de populations culturellement diverses ? Cette recherche est centrée sur un suivi d’une durée d’un an de dix bénéficiaires pris en charge au sein du projet de Médecins sans Frontières pour les Victimes de Torture à Athènes et par une organisation partenaire, Babel. En moyenne, cinq entretiens ouverts et individuels ont été menés avec chaque participant. Des sources complémentaires ont également été consultées, afin de situer ces récits individuels dans leur contexte socioculturel. Ces dernières comprennent 43 entretiens semi-structurés avec des « informateurs clés » - des professionnels travaillant avec cette population (médecins, psychologues, psychiatres, travailleurs sociaux, etc.), 21 entretiens semi-structurés avec des responsables de diverses communautés de réfugiés à Athènes, et quatre mois d'observation des participants au projet. Les résultats, présentés sous forme de huit publications, mettent en évidence : v) la manière dont un diagnostic de SSPT est utilisé stratégiquement comme outil culturel par divers acteurs au sein des systèmes d’accompagnement et de prise en charge sociale, médicale et juridique ; vi) l'impact considérable de leur environnement actuel (socioculturel, juridique, économique et politique) sur les trajectoires de traumatisme des réfugiés ; vii)les récits culturellement divers du traumatisme informant la santé mentale des réfugiés, parfois en concurrence, contradiction ou conformité avec le récit du traumatisme tel que porté par un diagnostic de SSPT ; viii)les multiples manières dont les réfugiés peuvent exercer leur pouvoir d'action,malgré les déséquilibres de pouvoir évidents caractérisant les systèmes d’accompagnement et de prise en charge sociaux, médicaux et juridiques au sein desquels ils évoluent.
- PublicationAccès libreA sociomaterial perspective for learning: exploring atelier activitiesCette thèse développe une compréhension sociomatérielle de l’apprentissage en s’appuyant sur l’idée que ce dernier n’est pas simplement une activité individuelle et centrée sur l’humain, mais qu’il tient aussi compte des relations entre humains et non-humains, parties et systèmes. Dans ce sens, nous avons créé et analysé sept tiers lieux (ateliers). La thèse est composée de quatre études. La première analyse l’agentivité des participants dans une perspective sociomatérielle, en considérant les actions entre participants, discours et matériaux non pas comme parties séparées mais étroitement liées. Les deuxièmes et troisièmes études s’intéressent à la participation active des étudiants pendant la conception de deux ateliers menés en collaboration avec une association culturelle. L’étude 2 analyse le réseau qui contribue à la construction du positionnement des étudiants, et plus précisément sa relation avec les matériaux, les autres et la culture, tout en tenant compte de la dimension temporelle dans laquelle ce réseau est intégré. L’étude 3 considère quant à elle l’activité de l’atelier comme une ressource qui permet aux étudiants de créer des liens d’apprentissage : les contenus, les savoirs et les matériaux ont été adaptés d’un contexte (l’université) à une autre (en dehors de l’université) par les étudiants qui ont développé une nouvelle expertise transfrontalière. Enfin, l’étude 4 montre comment les dimensions ludiques offertes par les activités en atelier peuvent promouvoir de nouvelles formes de collaboration entre parents et enseignants. L’ensemble de ces études contribuent à: A) considérer l’apprentissage comme un processus non seulement individuel mais aussi entre différents acteurs (humain et non- humains) et les multiples systèmes d’activité impliqués; B) repenser le rôle du chercheur et de l’enseignant ; C) redéfinir les pratiques pédagogiques en promouvant l’engagement des acteurs et leur responsabilité tout en proposant de nouveaux défis pour les futurs enseignants et chercheurs; D) considérer les implications pédagogiques pour les pratiques d’apprentissage à venir. Abstract This dissertation study develops a sociomaterial understanding of learning based on the idea that learning is not simply as an individualistic, human-centered mental activity, but as enacted in relations and forms of connections among humans and nonhumans, parts, and systems. According to that, I present how I created and analyzed seven third spaces (ateliers) wherein I consider the sociomaterial entanglement through which learning takes shape. This study draws upon four research studies. The first attempts to investigate participants’ agency by adopting a sociomaterial perspective in order to consider the actions among the participants, the discourses, and the materials not as separate but as intertwined parts. The second and the third research studies present the students’ active involvement in a design of two ateliers in collaboration with a cultural association. In the second research study , we investigate the net of students’ positioning construction to more closely examine its relationship with materials, others, and culture, taking into account the temporal dimension in which it is embedded. In the third research study, we consider atelier activity as a resource that permits students to create learning connections, to show how content, knowledge, and materials from one context (university) are made relevant by students in another context (out of university), and vice versa, by developing a new expertise as a boundary crosser. The forth research study is more focused on how the ludic dimension offered by the atelier activity promotes new forms of collaboration between parents and the teacher. All these studies contribute to A) consider learning as a process ,not merely one that is individual, but between different actors (human and non-human) and the multiple activity systems involved; B) a rethink of our role as an educational researcher and teacher; C) the redesign of pedagogical practices, by promoting actors’ engagement and responsibility, and the taking up of new challenges by future educational teachers and researchers; and D) consideration of the pedagogical implications for future learning practices.
- PublicationAccès libreA step closer to unveiling the environmental diversity of spores and lysis-resistant cells in Bacteria, Archaea and FungiLa dormance et la production de structures résistantes spécialisées, comme par exemple les spores, les kystes, ou les sclérotes, sont des stratégies de survie utilisées par de nombreux organismes pour résister à des conditions environnementales qui ne sont pas idéales pour la croissance et la reproduction. Dans cette thèse de doctorat, nous nous concentrons sur la fraction dormante (c'est-à-dire les structures dormantes et résistantes spécialisées) produite par les bactéries, les champignons et les archées. Les cellules dormantes et résistantes spécialisées reposent dans l'environnement, et forment ce que l’on appelle une «banque de graines microbiennes». Cette banque de graines microbiennes est un réservoir de diversité phénotypique et génétique important qui est également connu pour influencer l'évolution des populations et des processus microbiens. Compte tenu de l'importance de la banque de graines microbiennes, il serait important de comprendre sa composition et sa dynamique. Cependant, jusqu'à présent, les méthodes utilisées pour évaluer la diversité microbienne environnementale ne sont pas en mesure de distinguer la fraction active de celle dormante, comprenant également les structures résistantes spécialisées. Ici, nous utilisons la résistance à la lyse comme proxy pour cibler la diversité des cellules résistantes spécialisées des bactéries, des champignons et des archées. Grâce à l'application de la «méthode d'enrichissement résistant à la lyse», nous montrons que la résistance à la lyse chez les bactéries est non seulement limitée à quelques taxons, mais également pas uniquement limitée au genres sporogènes bien décrits. D'autre part, la résistance à la lyse chez les champignons et les archées s'est avérée largement distribuée. Dans le cas des champignons, il fallait s'y attendre car la production de spores et autres structures résistantes fait partie intégrante du cycle de vie de la plupart des champignons. Dans le cas des archées, la large distribution de la résistance à la lyse pourrait être le résultat de la composition de la cellule qui pourrait les rendre plus résistantes à la lyse que les bactéries, mais il serait possible que les archées soient également capables d'entrer en dormance et de produire des structures ressemblant aux spores. Ici, nous avons également évalué systématiquement la composition morphologique (microscopie optique et cryo-EM) et chimique (microspectroscopie Raman) de spores bactériennes modèles afin d’identifier un marqueur de spores universel. Ceci afin de développer une plateforme de tri de spores pour isoler les spores des échantillons environnementaux. A travers l'évaluation systématique des bactéries sporulantes modèles, la seule caractéristique commune à toutes les spores était l'élargissement de la paroi cellulaire par rapport à la cellule végétative. D'autre part, la paroi cellulaire de chaque type de spores différait par le nombre et la densité des couches des autres types de spores. La composition chimique de chaque type de spore était également unique; ainsi, aucun marqueur universel de spore n'a pu être identifié. Néanmoins, des marqueurs chimiques uniques ont été identifiés pour chaque type de spore qui pourraient être utilisés pour l'isolement des spores bactériennes spécifiques à partir d'échantillons environnementaux. Pour conclure, bien que nous n'ayons pas été en mesure de développer une plateforme de tri universelle pour l'isolement des cellules résistantes dormantes et spécialisées, nous avons maintenant fait un pas de plus vers l’évaluation des banques de graines microbiennes.
Abstract Dormancy and the production of specialized resistant structures (e.g., spores, cysts, sclerotia, etc.) are survival strategies used by many organisms to endure environmental conditions that are not ideal for growth and reproduction. In this doctoral dissertation we focus on the dormant fraction (i.e., dormant, and specialized resistant structures) produced by bacteria, fungi, and archaea. Dormant and specialized resistant cells rest in the environment, forming what it denominated, the microbial seedbank. The microbial seedbank is an important reservoir of phenotypical and genetical diversity which is also known to influence the evolution of populations and microbial processes. Given the importance of the microbial seedbank it would be important to understand its composition and dynamics. However, until now the methods used to assess the microbial environmental diversity, are not able to distinguish between the active and dormant fraction and specially specialized resistant structures that form part of the dormant fraction. Here we use lysis-resistance as a proxy to target the diversity of specialized resistant cells of bacteria, fungi, and archaea. Through the application of the “lysis-resistant enrichment method” we show that lysis-resistance in bacteria is limited to a few taxa, however not limited to the well described sporogenic genus. On the other hand, lysis-resistance in fungi and archaea was observed to be broadly distributes. In the case of fungi this was to be expected as the production of spores and other resistant structures are an integral part of most fungi’s life cycle. In the case of archaea, the broad distribution of lysis-resistance might be a result of the cell’s composition which might make them more resistance to lysis than bacteria, however it would be feasible that archaea are also able to enter dormancy and produce spore-like structures. Here we also systematically evaluated the morphological (optical and cryo-EM microscopy) and chemical composition (Raman microspectroscopy) of model bacterial spores, in the search of a universal spore marker. This to develop a spore sorting platform to isolate spores from environmental samples. Though the systematic evaluation of the model sporulating bacteria, the only characteristic that was shared among all spores, was the enlargement of the cell wall compared to the vegetative cell. On the other hand, the cell wall of each spore type differed in the number and density of the layers from the other spore types. The chemical composition of each spore type was also unique; thus, no spore universal marker could be identified. Nonetheless, unique chemical markers were identified for each spore type that could be used for the isolation of bacterial spores from environmental samples. To conclude, although we were not able to develop a universal sorting platform for the isolation of dormant and specialized resistant cells. We have now moved a step closer to be able to assess the microbial seedbank. - PublicationMétadonnées seulementA thermo-hydro-mechanical analysis of pore pressure development due to mineral deposition in geothermal systems and subduction zones(2023)
; Une gestion optimale des réservoirs géothermiques requiert l’étude de la précipitation des minéraux et de leurs effets sur le comportement du système. En effet, la précipitation des minéraux, plus précisément de la silice, entraîne une diminution de la porosité de la roche et par conséquent pourrait affecter la pression dans le système. Une recherche première confirme que la vitesse de réduction de la porosité est le facteur déterminant une augmentation potentielle de la pression dans le système. Quand la vitesse de réduction de la porosité est assez importante, le système subit une augmentation de pression de sorte que l’écoulement de Darcy est inversé, transportant ainsi la chaleur dans le sens inverse, expliquant ainsi une sous-performance de certains réservoirs géothermiques. En présence de fracture hydraulique, la diminution rapide de la porosité entraîne d’une part une diminution de la largeur de la fracture et d’autre part l’absence de fuite de fluide de la fracture vers la roche environnante. Cependant, une fois que le transfert de chaleur dans le sens inverse a lieu (dû à l’augmentation de la pression en excès de celle hydrostatique), la largeur de la fracture recommence à croître. Le développement de la surpression dans le système et l’introduction des contraintes de chaleur (en excès) diminuent les contraintes effectives, affaiblissant ainsi la roche et provoquant sa rupture. Une étude finale des zones de subductions prouve que les tremblements et glissements épisodiques sont liés à la diminution de la porosité de la roche en présence de la précipitation de la silice (en forme de Quartz). En effet, la vitesse de diminution de la porosité est le facteur contrôlant l’augmentation de la pression et par conséquent une diminution des contraintes effectives et la rupture éventuelle de la roche. Une fois que le glissement a lieu, la pression diminue et le processus de précipitation de silica recommence. Ceci est un processus répétitif. Abstract One fundamental aspect of geothermal reservoir management involves the study of mineral deposition and its controlling factors. Silica, in its various forms, is one of the most studied minerals and its deposition has been linked to porosity reduction and fluid flow impairment. In geothermal systems, heat is exchanged between the porous rock and the fluid leading to shifts in the mechanical behaviour of the rock. The mechanical behaviour of the reservoir rock is further unsettled by the presence of silica (or other mineral) deposition and its resulting pore pressure buildup. In fact, pore pressure may become in excess of hydrostatic thus decreasing the effective stresses and rendering the reservoir rock unstable. This concerning issue is a source of disagreement within the scientific community, where researchers differ in approaches to incorporate porosity reduction in the suite of governing equations describing the geothermal system, and in some cases suggesting simplifications by neglecting the porosity reduction problem. While the simplification may be true in some scenarios, an increasing number of literature agrees on the importance of porosity reduction, its effects on fracture instability, and its link to slow earthquakes or episodic tremors and slip in subduction zones. Accordingly, the main purpose of this thesis is to reconcile the equations governing the behaviour of the geothermal system with the porosity reduction and evaluate its influence. We introduce a key concept of a time-dependent porosity reduction rate based on the variation of the concentration of deposited silica in the system. That is, the evolution of pore pressure in the geothermal reservoir becomes dependent on this introduced porosity reduction rate, thus affecting the advection term and eventually the effective stresses. Furthermore, geothermal systems are constituted of solid and fluid phases, and include inherent discontinuities, i.e. fractures, and the superposition of several continua, each with its unique properties and constraints but interacting and interchanging fluid, heat and minerals. This thesis extends the porosity reduction study to target fractured geothermal reservoirs and explores its effects on fracture aperture evolution and their stability. Silica deposition, a primarily temperature-dependent process, is also encountered in subduction zones due to dehydration processes and fluid transport by the subducting slab and the corner flow of the mantle wedge. The study of tremor data in the Cascadia subduction zone shows that slip events vary from large and infrequent to small and frequent with increasing depth. Measured ratios of compressional (P)-wave to shear (S)-wave velocities are in the range of 1.6 and 2.0, decreasing with increasing depth and are proportional to the episodic recurrence intervals. This observation indicates the presence of quartz at greater depth. All evidence shows that porosity reduction via progressive silica enrichment near the base of the forearc crust and upward mineralization of quartz veins enables slow earthquakes at subduction zone forearcs, otherwise called episodic tremor and slip (ETS). Episodic healing and permeability reduction of the silica-rich fault gauge elicit a reduction in tremor recurrence time. At higher temperature, faster silica deposition occurs, leading to faster porosity reduction rates, and consequently faster fluid overpressure. Accordingly, the fault is subjected to lower effective normal stress and hence shorter tremor recurrence times. In this study, we present numerical simulations of fluid pressure, heat transfer and reactive transport in a geometrically constrained fractured hydrothermal system undergoing time-dependent porosity reduction. We use the finite element based commercial software COMSOL Multiphysics. The simulations explore the effects of porosity reduction which occurs at the vicinity of the injection well, where temperatures are low, on injectivity and fracture stability. The simulation also identifies the controlling factors, such as the porosity reduction rate and the fracture initial aperture, the injection pressure and concentration of silica (as quartz) in excess of the equilibrium concentration. The simulations further highlight the consequences of silica enrichment (porosity reduction) in subduction zones and the resulting heat and fluid flow dynamics. Although fluid in these high enthalpy systems is saline, we opt for water as the modeling fluid. Simulations results show that porosity reduction rate is the principal controlling factor of the behavior and stability of the hydrothermal system undergoing mineral deposition. In fact, pore pressure can become in excess of hydrostatic and lead to a reverse Darcy flow (in reverse of its presumable direction) at the vicinity of the injection well, overtime decreasing the injectivity rate and producing underperforming wells. Furthermore, excess pore pressure at the fracture boundary brings a decrease in the effective stresses and instability for a range of fracture inclination angles. Finally, fault reactivation and ETS are not large scale events, rather events caused by local variations in porosity and pore pressure. Furthermore, only a time-dependent porosity reduction rate at the subduction zone controls the decrease in the effective stress and causes ETS. Nevertheless, the cycle of fault reactivation then healing is incessant, and faster pore pressure development leads to lower changes in effective stress and hence shorter recurrence times of episodic tremors and slip (ETS). - PublicationAccès libreA/D converters architectures based on cascaded incremental and cyclic structures
- PublicationAccès libreAbove- and below-ground aspects of floodplain restoration: from biodiversity to ecosystem functionsLa biodiversité est le moteur du fonctionnement des écosystèmes. Elle est directement responsable des services fournis par les écosystèmes aux sociétés humaines. Cependant, la diversité de certains taxa dont beaucoup d'organismes du sol reste peu connue; et les processus qui créent, maintiennent et détruisent cette biodiversité ne sont que très partiellement compris. De ce fait, il est extrêmement difficile de restaurer la biodiversité dans les écosystèmes perturbés.
Les zones alluviales cristallisent ces problèmes. Elles accueillent une extraordinaire biodiversité qui est souvent mal caractèrisée; elles sont mondialement menacées; et il n'y a que peu de consensus en ce qui concerne les méthodes pour revitaliser leur biodiversité
Dans le but d'améliorer notre compréhension des écosystèmes dynamiques et de la multitude d'interactions écologiques qu'ils hébergent, cette thèse se concentre sur trois aspects des zones alluviales: les sols alluviaux, la biodiversité hébergée par ces sols et les changements de biodiversité entre les différents groupes étudiés le long des gradients environnementaux.
Les résultats obtenus lors de cette thèse comblent plusieurs lacunes dans la connaissance écosystémique des zones alluviales et fournissent des perspectives pour améliorer la gestion de ces écosystèmes. En effet, l'hétérogénéité spatio-temporelle de la morphologie des sols fournit des informations structurelles et fonctionnelles sur les zones alluviales qui peuvent être inclues dans les protocoles des projets de revitalisation. De plus, les conditions environnementales influencent fortement les caractéristiques fonctionnelles des communautés. Ces caractéristiques peuvent donc être exploitées comme outil de bioindication. Finalement, les résultats du présent travail ont démontré le rôle de la diversité en tant qu'assurance pour le maintient du fonctionnement des communautés dans les écosystèmes récemment revitalisés.
Les prochains défis à relever consistent à adopter une approche holistique des réseaux trophiques du sol, et définir l'importance des processus écologiques dans la structuration de la biodiversité des écosystèmes dynamiques., Biodiversity sustains ecosytem functioning and services to human societies. However, the diversity of certain taxa including many soil organisms remains poorly known and the processes creating, sustaining, and destroying biodiversity are only partially understood. As a result, restoring diversity in disturbed ecosystem remains a challenging task.
Floodplains cristallize these issues. They host an extraordinary biodiversity that is often poorly charaterized, they are threathen worldwide, and there is little agreement about the ways to restore their biodiversity.
Aiming at improving our understanding of disturbed ecosystems and the many ecological interactions they host, this PhD thesis focuses on three aspects of floodplain ecosystems: floodplain soils, below-ground biodiversity, and the changes in biodiversity among taxonomic groups and along environmental gradients.
With this respect, the results obtained during this PhD thesis fulfil several gaps in the knowledge of riparian ecosystems and provide perspectives for improved management of floodplains and riverine ecosystems. For instance, the spatio-temporal heterogeneity of soil morphology provides structural and functional information on floodplain ecosystems that can be included into restoration project protocols. Moreover, the strong impacts of environmental conditions on community functional characteristics can be developed into bioindication tools. Finally, the results of this PhD thesis revealed the role of diversity as an insurance to community functioning in recently restored ecosystems.
Future challenges include using holistic approaches for the study of the diversity and the functioning of the soil foodwebs, and disentangling the importance of assembly processes in structuring biodiversity patterns in disturbed ecosystems. - PublicationAccès libreAccès et recours aux soins de santé dans la sous-préfecture de Ouessè (Bénin)