UPThèses

Cette thèse est consacrée à l’étude théorique et numérique de plusieurs équations aux dérivées partielles non linéaires qui apparaissent dans la modélisation de la séparation de phase et des micro-systèmes électro-mécaniques (MSEM). Dans la première partie, nous étudions des modèles d’ordre élevé en séparation de phase pour lesquels nous obtenons le caractère bien posé et la dissipativité, ainsi que l’existence de l’attracteur global et, dans certains cas, des simulations numériques. De manière plus précise, nous considérons dans cette première partie des modèles de type Allen-Cahn et Cahn-Hilliard d’ordre élevé avec un potentiel régulier et des modèles de type Allen-Cahn d’ordre élevé avec un potentiel logarithmique. En outre, nous étudions des modèles anisotropes d’ordre élevé et des généralisations d’ordre élevé de l’équation de Cahn-Hilliard avec des applications en biologie, traitement d’images, etc. Nous étudions également la relaxation hyperbolique d’équations de Cahn-Hilliard anisotropes d’ordre élevé. Dans la seconde partie, nous proposons des schémas semi-discrets semi-implicites et implicites et totalement discrétisés afin de résoudre l’équation aux dérivées partielles non linéaire décrivant à la fois les effets élastiques et électrostatiques de condensateurs MSEM. Nous faisons une analyse théorique de ces schémas et de la convergence sous certaines conditions. De plus, plusieurs simulations numériques illustrent et appuient les résultats théoriques.

L'objectif principal de ce travail de thèse est d'explorer le rôle du feedback visuel sur la dynamique des processus centraux orthographiques en productions de mots isolés. Nous avons d'abord exploré le rôle du feedback visuel avec une approche comportementale en mesurant les temps de préparation et d'exécution de la réponse écrite (Expérience 1, 2, 3, 4), et cela dans deux tâches de production impliquant une dynamique d'encodage orthographique différente : la tâche de dénomination d'images et la tâche de production sous dictée. L'absence de feedback semble modifier la dynamique des traitements en dénomination d'images alors que cela ne semble pas être le cas en production sous dictée. Toutefois, les différentes analyses menées dans ces expériences n'ont pas permis de mettre en évidence une modification spécifique des niveaux centraux. Nous avons ensuite poursuivi l'investigation à l'aide de mesures électroencéphalographiques en comparant les corrélats électrophysiologiques entre conditions avec et sans feedback visuel à l'aide d'une analyse de segmentation spatio-temporelle (Expériences 5 et 6). Les résultats ont mis en évidence que les modifications entrainées par l'absence du feedback visuel apparaissent tardivement (450 ms après l'apparition du stimulus) durant les temps de latences, suggérant que seuls les traitements périphériques sont influencés par la présence / absence de feedback visuel. L'ensemble de nos résultats semble indiquer que le feedback visuel n'aurait pas de rôle au niveau des traitements centraux orthographiques dans une simple tâche de production de mots isolés. En revanche, l'analyse des erreurs de production et des corrections spontanées suggèrent qu'il joue un rôle au niveau du buffer orthographique et un rôle dans la détection / édition des erreurs.

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont une pathologie psychiatrique neurodéveloppementale dont les premiers signes apparaissent dès l’enfance et persistent tout au long de la vie. Leur étiologie complexe reste encore très mal connue et les données actuelles n’ont pas permis à ce jour de développer des traitements curatifs. L’objectif de cette thèse était d’identifier les réseaux neuronaux impliqués dans les symptômes moteurs afin de proposer une nouvelle piste diagnostique et d’ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques ciblant ces réseaux. Nous avons donc exploré par une approche neuroanatomique, les régions contribuant au contrôle moteur : le cervelet, la substance noire pars compacta, le striatum et le cortex moteur. Cette étude a été réalisée sur deux modèles murins environnementaux liés à une exposition in utero soit à une molécule pharmacologique utilisée comme traitement antiépileptique : l’acide valproïque, soit à un agent pathogène mimant une infection virale : l’acide polyinosinique:polycytidylique. Nos résultats indiquent des pertes neuronales restrictives dans le cervelet et dans le cortex moteur qui dépendent du sexe des animaux et du modèle. Ils reflètent alors l’hétérogénéité retrouvée chez les patients selon les syndromes ainsi que les différences entre les hommes et les femmes. Nous avons également montré que cette perte neuronale pouvait être liée à la fois aux déficits moteurs et sociaux. Ainsi, ces régions cérébrales pourraient servir de cible thérapeutique pour pallier à ces symptômes des TSA.

Cette thèse s'inscrit sur une thématique de recherche dédiée aux systèmes de production d'énergie solaire photovoltaïque. En effet, les besoins énergétiques mondiaux sont en croissance continue, l’exploitation et la consommation des énergies fossiles épuisent des ressources limitées et impactent notre environnement. L’énergie solaire photovoltaïque représente une source d'énergie renouvelable des plus prometteuse, même si ses inconvénients demeurent le coût élevé d'installation initiale et la variabilité de sa production. Les travaux présentés visent surtout à optimiser le rendement énergétique global d'un système solaire photovoltaïque non connecté au réseau. Ainsi, ce travail de recherche se focalise sur l’architecture de la chaîne de conversion avec l’intégration de convertisseurs élévateurs DC-DC conventionnel et quadratique et sur une optimisation des algorithmes de recherche du point de puissance maximale lors de variations des conditions climatiques. La modélisation et l’analyse de ces convertisseurs élévateurs sont conduites sous forme de systèmes à commutation afin de proposer une commande stabilisante aux points d’équilibre selon la définition de Lyapunov. Des résultats de simulation sous Matlab/SimulinkTM sont exposés, attestant la maximisation de la puissance électrique récupérée et la stabilité pour le point de fonctionnement. Des résultats expérimentaux, issus du banc expérimental du laboratoire LIAS, viennent corréler et confirmer l'intérêt des approches proposées.

Dans un contexte de fluctuation des prix des intrants et d’une demande croissante en produits à base de lait de chèvre issus de pratiques respectueuses de l’environnement et des animaux, le pâturage peut retrouver une place plus importante dans l’alimentation des chèvres laitières. D’après la synthèse bibliographique, les facteurs de variation de l’ingestion et des performances au pâturage ont été très peu étudiés chez les chèvres laitières en conditions tempérées. L’objectif de la thèse a été de comprendre quelle est l’influence des pratiques de gestion du pâturage (disponibilité en herbe et en temps pour pâturer) sur la régulation de l’ingestion et les performances des chèvres laitières, dans le but d’affiner les recommandations aux éleveurs et d’élaborer les bases d’un modèle de prévision de l’ingestion. D’après les 6 essais réalisés : (1) les chèvres recevant entre 0,6 et 1,0 kg/j de compléments s’adaptent à des restrictions de temps d’accès de 11 à 6 h/j, en augmentant leur vitesse d’ingestion et surtout le pourcentage du temps passé à pâturer jusqu’à 95 % du temps d’accès, (2) les chèvres recevant 0,6 kg de concentrés et un temps d’accès d’au moins 11 h/j peuvent s’adapter à une restriction de quantité d’herbe offerte jusqu’à 2,3-2,6 kg MS/chèvre/j, (3), le poids vif et la production laitière sont des paramètres déterminant de la quantité d’herbe ingérée alors que la parité et le stade de lactation n’ont pas montré d’effet significatif. Ce travail a permis d’établir les premières lois de réponse d’ingestion, de production laitière et d’adaptation comportementale des chèvres laitières à des variations de temps d’accès et de quantité d’herbe offerte au pâturage.

Si la jeunesse n'est qu'un mot, que désignent les pratiques numériques juvéniles ? Dans ce travail de recherche doctorale, notre intérêt porte sur les pratiques numériques, envisagées comme socialisées et instrumentées, de jeunes âgés de 11 à 18 ans, scolarisés en France. Cette recherche a donc pour thématique générale l'appropriation du numérique, qui se manifeste à travers les pratiques juvéniles. Et, si à travers leurs équipements, l'accès au numérique des jeunes est massif, l'appropriation par tous n'est pas toujours garantie. De fait, des études sur les usages et pratiques numériques témoignent d'une hétérogénéité dans leurs comportements : des pratiques sont restreintes à des usagers (celles ludiques par exemple), alors que d'autres sont plus communes (les pratiques des réseaux sociaux entre autres). Pour comprendre cette hétérogénéité, ce travail s'applique en particulier à comprendre les formes de construction et de stabilisation des pratiques numériques qui résultent d'une appropriation par les jeunes (individuellement et entre pairs) à travers la proposition de circulation sociale des pratiques. À partir de deux études de cas, dans un lycée de l'académie de Poitiers (de 2015 à 2017) et dans deux établissements de l'académie de Caen (de 2015 à 2016), c'est la dimension sociale de la genèse instrumentale qui est appréhendée, à travers un cadre d'analyse des traces, des entretiens et un questionnaire. Les principaux résultats obtenus sont de différentes natures : - méthodologique, avec un modèle conceptuel pour l'identification des pratiques numériques (homogènes sur certains aspects, hétérogènes sur d'autres) ; - compréhensive, avec des indications sur la manière dont circulent les pratiques numériques juvéniles (principalement, dans des contextes choisis par les jeunes, en dehors du cadrage scolaire) ; - applicative, avec des enseignements issus de ces apports sur l'appropriation numérique des jeunes (en particulier avec la mise en évidence du rôle central de certains jeunes au sein de groupes sociaux).

De nombreuses études mettent en évidence un effet positif de la diversité spécifique sur la productivité des communautés végétales et la biodiversité associée. Mais l’effet de la diversité génétique sur la communauté d’espèces reste encore peu étudié en dépit des rares études montrant un effet positif avec des perspectives d’application dans le domaine de l’amélioration des plantes. C’est dans ce contexte que cette thèse s’interroge sur l’effet de la diversité génétique sur les communautés prairiales et la biodiversité du sol associée. Cette thèse repose sur une situation réelle via un dispositif d’évaluation de mélanges prairiaux installé par et chez un sélectionneur de plantes fourragères. Les résultats majeurs de cette thèse sont un effet positif de la diversité génétique des espèces sur la production de biomasse du mélange, particulièrement lors d’épisodes de sècheresse, et sur l’équilibre d’abondance des espèces. Ces effets positifs semblent être le résultat d’une différenciation de niches des espèces qui est à la base de la complémentarité des espèces en écologie. Il a été mis en évidence une complémentarité temporelle des espèces par une asynchronie des dynamiques de croissance, mais aussi une complémentarité sur l’acquisition de la lumière par des mécanismes de sélection et de plasticité. Enfin, des effets de la diversité génétique ont été observés sur la diversité microbienne avec des rétroactions potentielles sur les plantes. Au vu de ces résultats, il apparait que la diversité génétique occupe une place centrale dans l’assemblage et la structuration des communautés végétales et microbiennes, nous amenant à réfléchir quant à sa valorisation en amélioration des plantes.

L'objectif général de la thèse est de définir les influences réciproques entre le langage oral et le langage écrit. Pour cela, la co-activation des codes orthographiques et phonologiques a été étudiée chez l'adulte et chez l'enfant, à l'oral et à l'écrit. En production écrite chez l'adulte, les codes phonologiques ne sont activés qu'avec des stimuli auditifs (Expériences 1 à 4). De plus, même lorsque leur activation est facilitée, les codes phonologiques ne semblent pas être activés avec des stimuli visuels (Expérience 5 et 6). Chez l'enfant, aucune réponse n'a pu être apportée concernant l'influence de l'oral sur l'écrit (Expérience 7). En production orale chez l'adulte, les codes orthographiques ne sont pas systématiquement activés (Expérience 8). Toutefois, ils peuvent jouer un rôle lorsque leur activation est facilitée (Expérience 9 à 12). Chez l'enfant, aucune réponse n'a pu être apportée concernant l'influence de l'écrit sur l'oral (Expérience 13). La co-activation des codes phonologiques et orthographiques n'est donc pas systématique en production écrite comme en production orale. La production orale semble en revanche davantage influencée par le langage écrit. L'influence entre le langage oral et le langage écrit serait donc dissymétrique.

Ce travail de thèse se situe dans le cadre de la théorie de la cognition incarnée qui stipule que les fonctions cognitives de haut niveau sont enracinées dans le système sensori-moteur. Plus particulièrement, il s'est focalisé sur la relation qu'entretiennent deux fonctions cognitives importantes : l'action et le langage. L'objectif de ce travail était d'étudier spécifiquement les caractéristiques de l'action qui interviennent dans l'existence du lien action-langage. Dans une première partie de revue de la littérature, nous démontrons l'existence du lien action-langage et présentons les caractéristiques pouvant l'influencer. La partie expérimentale reprend ensuite quatre de ces caractéristiques (la cinématique, l'orientation, le contexte de production et l'agent exécutant l'action) et propose de tester directement leurs effets sur le lien action-langage. Pour cela, différentes expériences ont été menées afin d'étudier l'influence de l'observation d'une action sur le traitement subséquent d'un verbe d'action. Dans ces expériences, l'effet de l'observation de mouvements typiques a été comparé à l'effet de l'observation de mouvements dont une des caractéristiques d'intérêts a été modifiée. Dans l'ensemble nos résultats confirment que l'observation d'action a une influence directe sur le traitement des verbes d'action. Ainsi, lorsque l'action n'est pas modifiée, l'observation d'une action facilite le traitement du verbe correspondant à cette action. De plus, nos résultats permettent, pour la première fois, de mettre en évidence l'importance de la cinématique et du contexte de l'action perçue dans l'existence du lien action-langage. Au contraire, l'orientation de l'action et l'acteur réalisant l'action ne semblent pas être des caractéristiques déterminantes dans ce lien. Ces données s'accordent avec l'hypothèse que le lien action-langage est supporté par l'activation de représentations sensori-motrices communes. De plus, il semblerait que l'expérience motrice joue un rôle clef en modulant l'activation de ces représentations en fonction de la caractéristique modifiée. L'ensemble de ces travaux ouvrent de nouvelles questions et perspectives de recherches. Entre autres, il sera intéressant de poursuivre des études dans le domaine de l'éducation ou encore dans le domaine de la rééducation pour appliquer de manière concrète ces résultats à la pratique.

Les gliomes malins sont les tumeurs les plus fréquentes du système nerveux central. Les glioblastomes représentant plus de 50% des gliomes, constituent la forme la plus agressive et sont particulièrement résistants à la radiochimiothérapie. Au sein de ces tumeurs réside une sous-population de cellules souches tumorales (CSG) qui pourrait être responsable de leurs initiation, progression et résistance aux traitements. Ces processus sont gouvernés par des voies de signalisation, pour la plupart activées de manière constitutive et dont l’étude est nécessaire afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la gliomagenèse. L’objectif de ces travaux de thèse consistait en l’exploration des voies de signalisation STAT3 et Hippo dans les gliomes dans le but d’identifier de nouveaux marqueurs pronostiques et de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. La première partie de ces travaux a montré que la phosphorylation S727 de STAT3 jouait un rôle important dans la radioresistance des CSG et que son inhibition pharmacologique induisait leur radiosensibilisation. Dans un second temps, ces travaux ont montré que deux effecteurs de la signalisation Hippo, YAP1 et TEAD3, sont associés à un mauvais pronostic et qu’ils seraient impliqués dans la prolifération cellulaire et le phénotype des CSG notamment par inhibition de la signature proneurale. Ainsi, ces travaux visent à proposer de nouvelles pistes thérapeutiques, d’une part l’inhibition de la pS727-STAT3 afin de potentialiser les effets de la radiothérapie et d’autre part, les effecteurs de la signalisation Hippo comme biomarqueurs pronostiques et potentielles cibles thérapeutiques.