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La Loire en crue : dynamiques hydrogéomorphologiques et réponses des sociétés riveraines depuis l'époque médiévale (Loire nivernaise et bourbonnaise)
No full textThe Loire River is the longuest one in France, with a watershed covering a fifth of the metropolitan territory. However, knowledge of its past floods remains very poorly known. In response, the aim of this thesis is to study the hydrogeomorphological activity fluctuation of the Loire River on the one hand, and on the other hand to study the responses of riparian societies to this activity between Digoin and Nevers over the last millennium. This thesis is based on an interdisciplinary approach and two axes. The first is to reconstruct the past hydrological activity of the Loire River based on documentary and sedimentary archives over the last millennium. An unpublished chronology of 781 Loire floods has been reconstructed from 1380 to 2023. The intensity of each event has been determined and we identified 10 periodes of hight hydrological activity and 8 of low activity by using flood indice. The stratigraphic study of the Loire River paleochannels sedimentary fill reveals a hydrosedimentary history linked to past climatic fluctuations: the Medieval Climatic Optimum period (10th-13th c.) is characterized by a relative quietness of this activity, much more intense thereafter during the Little Ice Age (14th-19th c.). Paleochannel stratigraphy has also revealed the passage of numerous floods, probably the most intense. This exclusive signature of extreme events can be explained by the very low level of fine sediment transport on the Loire, and the consequent scarcity of deposits on the proximal and distal plains. This configuration has been exacerbated over the last few centuries by human impacts. The second axis focuses on the Loire River riparian societies responses to its hydrogeomorphological activity. The Nevers and Decize urban communities managing the Loire riverbed as early as the 14th c. in order to reduce their vulnerability to the flooding and wandering. The timing of these engeneering workings does not seem to correspond to the different hydrological activity periods. But some events affected these societies, in particular those of 1586, 1789 and 1790. The study of old maps and Lidar DTM shows that riparian societies in a rural context also adapted to the river's constraints. While engeneering working are present on the rivers banks of Nevers and Decize from the 14th c., their number increased in rural areas and extended to the entire study area from the mid-18th c., mainly to serve the needs of navigation. The sedimentary and hydrogeomorphological consequences can be observed from the mid-18th c. We observed an important incision of the alluvial floor from the 18th c. to the present day. The combination of the effets of engeneering working, incision and a general reduction in hydrological activity from the mid-XXth c., has led to a sharp contraction of the active band.La Loire est le fleuve le plus long de France avec un bassin versant dont la surface constitue un cinquième du territoire français métropolitain. Pour autant, la connaissance relative aux crues passées de la Loire demeure très lacunaire. En réponse, cette thèse consiste à renseigner avec précision les fluctuations de l’activité hydrogéomorphologique de la Loire au cours du dernier millénaire. Il s’agit également d’étudier les réponses des sociétés riveraines à cette activité entre Digoin et Nevers. La réalisation de ces objectifs repose sur une approche interdisciplinaire articulée autour de deux axes. Le premier vise à reconstituer l’activité hydrogéomorphologique passée de la Loire au cours du dernier millénaire à partir des archives documentaires et sédimentaires. Une chronologie inédite de 781 crues de la Loire a été reconstituée de 1380 à 2023. La détermination de l’intensité de chaque évènement et l’utilisation d’indices de crue ont permis de caractériser dix périodes de forte et huit de faible activité hydrologique. L’étude stratigraphique des remblaiements sédimentaires des paléochenaux de la Loire témoigne d’une histoire hydrosédimentaire liée aux fluctuations climatiques passées : la période de l’Optimum Climatique Médiéval (Xe – XIIIe s.) se caractérise par une activité plutôt calme, bien plus intense par la suite au cours du Petit Âge Glaciaire (XIVe – XIXe s.). La stratigraphie des paléochenaux a également permis la détection du passage de nombreuses crues, probablement les plus intenses. Cette signature exclusive des évènements extrêmes s’explique par un transport sédimentaire fin très faible sur la Loire limitant, voire excluant, des dépôts en plaine proximale et distale. Cette configuration a été aggravée au cours des derniers siècles par l’aménagement du fleuve et l’incision du plancher alluvial. Le second axe vise à étudier les réponses des sociétés riveraines de la Loire vis-à-vis de son activité hydrogéomorphologique. Les communautés urbaines de Nevers et Decize aménagèrent le lit de la Loire dès le XIVe s. afin de limiter la vulnérabilité de leurs ponts face aux crues, mais aussi et surtout aux migrations de la Loire. Si la temporalité des aménagements ne semble pas répondre aux différentes périodes d’activité hydrologique, certains évènements marquèrent tout de même ces sociétés, en particulier ceux de 1586, 1789 et 1790. En contexte rural, l’étude des cartes anciennes et du MNT Lidar témoigne d’une adaptation des sociétés riveraines aux contraintes fluviales. Si les berges de Nevers et Decize sont fortement aménagées dès le XIVe s., l’aménagement général du lit de la Loire s’étend en contexte rural et ne s’accélère véritablement qu’à partir du milieu du XVIIIe s., principalement pour servir les besoins de la navigation. Les conséquences sédimentaires et hydrogéomorphologiques des aménagements sont enregistrées dès le milieu du XVIIIe s. Celui-ci entraîne une très forte incision du plancher alluvial du XVIIIe s. à nos jours. La combinaison de l’effet des aménagements, de l’incision et de la diminution générale de l’activité hydrologique à partir du milieu du XXe s., provoque une très forte contraction de la bande active
Effets périodiques induits dans les condensats de Bose-Einstein : oscillations de Bloch de solitons et fraction superfluide
No full textThis thesis investigates two phenomena in Bose-Einstein condensates related to periodicity: temporal in the first case and spatial in the second. The theory is reviewed and experiments are performed with ultracold atoms. More specifically, our experimental platform consists of a two-dimensional gas of rubidium atoms confined in a flat-bottom boxof adjustable geometry. Our setup provides high control over the gas, allowing us to engineer arbitrary potentials and spin-textures. The first investigation explores solitons, stable wave packets that maintain their shape while propagating. After reviewing theoretical foundations, the thesis presents the experimental realization of magnetic solitons. These appear as a localized spin component immersed in a bath of another component. When subjected to a constant force, these solitons exhibit oscillatory motion. This behavior is similar to an electron in a crystal performing Bloch oscillations, despite the absence of a periodic potential. This remarkable phenomenon stems, in both cases, from the inherent periodicity of the energy-momentum relationship. Experiments in both linear and ring geometries verify these oscillations. In the ring configuration, we demonstrate that the oscillations can generate quantized currents. This represents a novel mechanism for creating persistent currents in quantum fluids. The second study examines how spatial modulation affects superfluidity, the ability to exhibit frictionless flow. The thesis experimentally demonstrates that breaking translational symmetry in a Bose-Einstein condensate reduces the superfluid fraction. This confirms predictions from the pioneering work of Leggett. We use optical lattices to create controlled density modulations. The superfluid fraction is measured using two methods: through sound propagation and compressibility measurements, and via analysis of the density profile of the cloud. The results confirm the expected reduction of superfluid fraction. These findings have particular relevance for supersolids, a state of matter exhibiting superfluid properties coexisting with spontaneous spatial ordering.Cette thèse étudie deux phénomènes dans les condensats de Bose-Einstein liés à la périodicité : temporelle dans le premier cas et spatiale dans le second. La théorie est passée en revue et des expériences sont réalisées avec des atomes ultra-froids. Plus précisément, notre plateforme expérimentale consiste en un gaz bidimensionnel d'atomes de rubidium confinés dans une boîte à fond plat de géométrie ajustable. Notre dispositif offre un contrôle élevé sur le gaz, nous permettant de concevoir des potentiels et des textures de spin arbitraires. La première investigation explore les solitons, des paquets d'ondes stables qui maintiennent leur forme pendant la propagation. Après avoir revu les fondements théoriques, cette thèse présente la réalisation expérimentale de solitons magnétiques. Ceux-ci apparaissent comme une composante de spin localisée immergée dans un bain d'une autre composante. Lorsqu'ils sont soumis à une force constante, ces solitons présentent un mouvement oscillatoire. Ce comportement est similaire à celui d'un électron dans un cristal effectuant des oscillations de Bloch, malgré l'absence de potentiel périodique. Ce phénomène remarquable découle, dans les deux cas, de la périodicité inhérente à la relation énergie-impulsion. Des expériences dans des géométries linéaires et en anneau vérifient ces oscillations. Dans la configuration en anneau, nous démontrons que les oscillations peuvent générer des courants quantifiés. Cela représente un nouveau mécanisme pour créer des courants persistants dans les fluides quantiques. La seconde étude examine comment la modulation spatiale affecte la superfluidité, c'est-à-dire la capacité d'un fluide à s'écouler sans friction. La thèse démontre expérimentalement que briser la symétrie translationnelle dans un condensat de Bose-Einstein réduit la fraction superfluide. Cela confirme les prédictions des travaux pionniers de Leggett. Nous utilisons des réseaux optiques pour créer des modulations de densité contrôlées. La fraction superfluide est mesurée en utilisant deux méthodes :par la propagation du son et les mesures de compressibilité, et via l'analyse du profil de densité du nuage. Les résultats confirment la réduction attendue de la fraction superfluide. Ces découvertes ont une pertinence particulière pour les supersolides, un état de la matière présentant des propriétés superfluides coexistant avec un ordre spatial spontané
Contributions aux problèmes des suites à somme nulle pondérées et classiques
No full textIn this thesis, we study problems related to zero-sum sequences over finite abelian groups, both in the classical and the weighted settings. In our framework, sequences are elements of the free abelian monoid over the group G; that is, the order of terms in the sequence is not taken into account. We begin by investigating the basic algebraic properties of these monoids, then proceed to analyze in detail certain classical arithmetic invariants associated with these structures. We prove that, for a broad class of weights, the unions of sets of lengths form intervals, and we obtain various results concerning the elasticity of these monoids. More detailed results are established for the special case of plus-minus weighted sequences. We conclude by showing that our results not only provide a natural generalization of existing work, but also have concrete applications. In particular, we present an arithmetic application by demonstrating that these monoids arise in the study of norm monoids of algebraic integers. Finally, for classical zero-sum sequences, we determine the number of minimal zero-sum sequences of a given length over a finite abelian group. Using an inclusion-exclusion type argument, we obtain exhaustive results for the case where the length does not exceed five .Dans le cadre de cette thèse, nous étudions des problèmes liés aux suites à somme nulle sur les groupes abéliens finis, qu'elles soient de nature classique ou pondérée. Soulignons que, dans notre contexte, les suites sont des éléments du monoïde abélien libre sur le groupe G, c’est-à-dire l’ordre de termes de la suite n’est pas pris en compte. Nous commençons par étudier les propriétés algébriques de base de ces monoïdes, puis analysons en détail certains invariants arithmétiques classiques associés à ces structures. Nous démontrons que, pour une large classe de poids, les unions d'ensembles de longueurs sont des intervalles, et nous obtenons divers résultats concernant l'élasticité de ces monoïdes. Des résultats plus détaillés sont obtenus pour le cas particulier des suites plus-moins pondérées. Nous concluons en montrant que nos résultats ne constituent pas seulement une généralisation naturelle de travaux existants, mais qu'ils possèdent également des applications concrètes. En particulier, nous fournissons une application arithmétique en démontrant que ces monoïdes interviennent dans l'étude des monoïdes des normes des entiers algébriques. Enfin, pour les suites à somme nulle classiques, nous déterminons le nombre de suites à somme nulle minimales d'une longueur donnée sur un groupe abélien fini. Avec un argument de type inclusion-exclusion, nous obtenons des résultats exhaustifs pour le cas où la longueur ne dépasse pas cinq
La prise de décision concernant la mort des cellules épithéliales en aval des caspases effectrices in vivo
No full textEpithelial cell death via apoptosis is fundamental to the development of organ shape, regulation of cell numbers, and prevention of cancer. As such, an individual cell's decision to die within an epithelium can have wide-ranging consequences for the tissue and the organism. Activation of the effector caspases, the terminal event in the highly conserved apoptotic signalling pathways, was previously considered a point-of-no-return in commitment to cell death. However, it is now clear that these enzymes also have non-apoptotic roles, and cell survival following effector caspase activation can be widespread. This indicates a layer of decision-making downstream of the effector caspases which remains to be fully understood in vivo. Using quantitative live imaging of the Drosophila pupal notum, combined with optogenetic perturbations and machine learning, we investigated commitment to apoptosis downstream of effector caspase activation. We identified a high level of cell-to-cell variability in the level of caspase activity required for commitment to apoptosis, as well as spatial domains of the tissue with high and low caspase sensitivity. Interestingly, we found that sublethal caspase activation events can prime cells for death for a few hours. Integrating information about past caspase activity was sufficient to explain much of the spatial pattern of caspase sensitivity as well as commitment to apoptosis at the single cell level. Sublethal caspase activation in clones was also sufficient to bias their subsequent elimination compared to wild-type neighbours, indicating that this priming effect could underpin a novel mode of physiological cell competition. Finally, we identified regions of the tissue which are intrinsically more caspase-sensitive regardless of prior activation, and we profiled the transcription of cells in one of these regions to identify genes that could be screened as candidate caspase sensitivity regulators. Together, our results indicate a new layer of apoptosis regulation which can be influenced by prior sublethal caspase activation and may also be modulated by other genetic factors that remain to be characterised.La mort des cellules épithéliales par apoptose est fondamentale pour établir la forme des organes au cours du développement, pour réguler le nombre de cellules, et pour prévenir la formation de cancers. Par conséquent, la décision d'engager une cellule dans le processus apoptotique au sein d'un épithélium peut avoir des conséquences de grande ampleur pour le tissu et pour l'organisme. L'activation des caspases effectrices est la dernière étape des voies, hautement conservées, de la signalisation apoptotique. Cette activation était auparavant considérée comme un point de non-retour dans l'engagement vers la mort cellulaire. Cependant, il est désormais clair que ces enzymes ont également des rôles non apoptotiques, et que la survie cellulaire après l'activation des caspases effectrices est un phénomène général. Ceci indique l'existence d'une couche supplémentaire de régulation dans la prise de décision d'entrer ou non en apoptose. Cette régulation, qui se situe en aval des caspases effectrices, n'est pas encore totalement comprise in vivo. En combinant de l'imagerie quantitative in vivo du notum pupal de la drosophile, des perturbations optogénétiques, et de l'analyse de type machine learning, nous avons étudié la régulation de l'engagement dans l'apoptose en aval de l'activation des caspases effectrices. Nous avons identifié une forte variabilité intercellulaire dans le niveau d'activité des caspases requis pour l'engagement dans l'apoptose. Nous avons également montré l'existence de domaines spatiaux du tissu différant par leur sensibilité aux caspases. Cette thèse montre aussi que des niveaux sublétaux d'activation des caspases peuvent rendre, pendant plusieurs heures, les cellules plus sensibles à l'entrée dans le processus apoptotique. Nos données indiquent que l'information sur l'activité passée des caspases suffit pour expliquer une grande partie de la variabilité spatiale de la sensibilité aux caspases, ainsi que l'engagement dans l'apoptose à l'échelle de la cellule unique. L'activation sublétale des caspases était également suffisante pour biaiser l'élimination ultérieure des clones par rapport à leurs voisins contrôles dans le tissu. Ceci indique que cet effet d'amorçage pourrait sous-tendre un nouveau mode de compétition cellulaire physiologique. Enfin, nous avons identifié des régions du tissu qui sont plus sensibles aux caspases indépendamment de l'activation préalable, et nous avons séquencé le transcriptome des cellules dans l'une de ces régions afin d'identifier des gènes candidats qui pourront être testés pour leur capacité à réguler la sensibilité des cellules aux caspase. Pris ensemble, nos résultats indiquent un nouveau niveau de régulation de l'apoptose qui peut être influencé par une activation sublétale préalable des caspases, et qui peut également être modulé par d'autres facteurs génétiques qui restent à caractériser
Imagerie de super-résolution par localisation de molécules uniques en profondeur dans des modèles 3D multicellulaires à l’aide d’optique adaptative et de façonnage de PSF
No full textAssessing protein organization and dynamics in their native cellular context provides key insights into the molecular mechanisms that govern cell function. Super-resolution microscopy has been a major breakthrough in this regard, driving major discoveries in cell, developmental and neuro-biology. Amongst these techniques, Single Molecule Localization Microscopy (SMLM) enables locating, tracking and counting biomolecules in their cellular environment with nanoscale resolution. However, conventional SMLM imaging is restricted by its shallow penetration depth, precluding many biological events to be investigated. Performing volumetric SMLM deep within complex multicellular samples therefore poses several challenges: achieving efficient optical sectioning with high photon collection capabilities, and correcting the optical aberrations introduced both by the optical system and the sample, which blur the single molecule signals and compromise localization precision and accuracy.To address these challenges, we developed in the team a specific light-sheet architecture, named soSPIM, which enables in-depth single-molecule imaging and supports the culture and observation of complex 3D cellular models. In parallel, Adaptive Optics (AO) has emerged as a powerful solution to correct system- and sample-induced aberrations and thereby improve image quality in-depth. Recently, we combined soSPIM with AO to achieve volumetric 3D SMLM imaging at the whole cell scale. Yet, this implementation still relies on fiducial markers located close to the sample, which do not allow the effective correction of sample-induced aberrations, that become especially significant within multicellular systems. In addition, it uses conventional 3D localization approaches, that are non-optimal for fast and accurate in-depth single molecule localization.In this context, my PhD work focused on developing methodological solutions to extend the applicability of the AO-soSPIM imaging platform for in depth SMLM in complex 3D samples.First, I developed a fully custom Python-based sensorless AO correction algorithm allowing complete control over all parameters of the correction loop, including the integration of user-defined image quality metric specifically tailored to the imaging modality and sample type. Building on this, I established a systematic framework to assess fiducial-free image-based metrics and identify those most sensitive and robust under in-depth SMLM experimental conditions. Together, these developments provide a versatile and reliable foundation for restoring diffraction-limited performance in photon-limited SMLM acquisitions.Second, I investigated deep learning-based single molecule localization frameworks that exploit data-driven PSF models to enhance both localization robustness and imaging speed, offering a promising alternative to conventional Gaussian fitting in dense or challenging 3D SMLM datasets. I also explored experimental PSF modeling strategies to better account for residual aberrations and complex PSF deformations in depth. These approaches, which capture PSF shapes beyond the Gaussian approximation, aims to improve localization precision and accuracy under aberrated conditions.Altogether, these methodological developments establish a robust pipeline for aberration-corrected, high-resolution 3D SMLM within complex biological 3D samples. By enabling reliable volumetric SMLM imaging beyond the coverslip, this work broadens the scope of super-resolution imaging toward physiologically relevant 3D models such as spheroids and organoids.L’évaluation de l’organisation et de la dynamique des protéines dans leur contexte cellulaire natif fournit des informations clés sur les mécanismes moléculaires qui gouvernent le fonctionnement cellulaire. La microscopie de super-résolution fut une avancée majeure à cet égard, permettant d’importantes découvertes en biologie cellulaire, développementale et en neurobiologie. Parmi ces techniques, la microscopie de localisation de molécules uniques (SMLM) permet de localiser, suivre et compter ces biomolécules dans leur environnement cellulaire avec une résolution nanométrique. Cependant, l’imagerie SMLM conventionnelle est limitée par sa faible profondeur de pénétration, empêchant ainsi l’étude de nombreux processus biologiques. Réaliser de la SMLM en profondeur au sein d’échantillons multicellulaires complexes pose donc plusieurs défis : obtenir un sectionnement optique efficace tout en conservant une bonne collection de photons, et corriger les aberrations optiques introduites à la fois par le système et par l’échantillon, qui brouillent les signaux des molécules uniques et compromettent la précision et la justesse de la localisation de ces dernières.Pour relever ces défis, nous avons développé au sein de l’équipe un microscope à feuille de lumière, appelée soSPIM, qui permet l’imagerie en profondeur de molécules uniques. En parallèle, l’optique adaptative (AO) est devenue une solution puissante pour corriger les aberrations induites par le système et/ou l’échantillon et ainsi améliorer la qualité d’image en profondeur. Récemment, nous avons combiné le soSPIM avec l’AO afin de réaliser de l’imagerie 3D SMLM en profondeur à l’échelle des cellules entières. Toutefois, cette implémentation repose encore sur des marqueurs fiduciaires situés à proximité de l’échantillon, ce qui ne permet pas la correction des aberrations induites par l’échantillon lui-même, qui sont particulièrement significatives dans les systèmes multicellulaires. De plus, elle utilise des approches de localisation 3D conventionnelles, non optimales pour une localisation rapide et précise de molécules uniques en profondeur.Dans ce contexte, mes travaux de thèse se sont concentrés sur le développement de solutions méthodologiques cherchant à étendre l’applicabilité de la plateforme d’imagerie AO-soSPIM à la SMLM en profondeur dans des échantillons 3D complexes.Dans un premier temps, j’ai développé un algorithme d’AO entièrement personnalisé en Python, permettant un contrôle complet de tous les paramètres de la boucle de correction, y compris dans le choix de métriques définies par l’utilisateur et spécifiquement adaptées à la modalité d’imagerie et au type d’échantillon. À partir de cela, j’ai établi un cadre systématique pour évaluer des métriques basées sur les images SMLM sans fiduciaires et d’identifier les plus sensibles et robustes dans notre contexte expérimental.Dans un second temps, j’ai exploré des méthodes de localisation de molécules uniques basés sur l’apprentissage profond, exploitant des modèles de PSFs expérimentales afin d’améliorer à la fois la robustesse de la localisation et la vitesse d’imagerie. Cette approche offre une alternative prometteuse aux méthode conventionnelle par ajustement gaussien dans des régimes SMLM 3D denses. J’ai également étudié des stratégies de modélisation expérimentale de la PSF pour mieux prendre en compte les aberrations résiduelles et les déformations complexes de la PSF en profondeur. Ces approches visent à améliorer la précision et la justesse de localisation des molécules individuelles dans des conditions extrêmes à l'intérieur d'échantillons complexes.Dans l’ensemble, ces développements méthodologiques établissent un pipeline robuste pour la SMLM 3D corrigée au sein d’échantillons biologiques complexes. Ce travail vise ainsi à élargir le champ d’application de la microscopie SMLM vers des modèles 3D à la pertinence physiologique accrue tels que les sphéroïdes et les organoïdes
Méthodes d'agrégation pour des formulations de programmation dynamique de très grande taille
No full textIn this thesis, we are interested in problems that can be formulated as a sequence of decisions, where dynamic programming is a suitable modeling paradigm. To solve large-scale problems, we study aggregation and disaggregation methods that allow us to construct relaxations of the problem, which are solved to obtain optimistic solutions to these problems. Iterative algorithms are then designed from these relaxations, where the relaxations provide less optimistic solutions as the number of iterations increases. In this thesis, we first provide a literature review of the aggregation and disaggregation methods in the context of dynamic programming formulations. Then, we propose a problem modeling the aggregation of vertices in decision graphs of dynamic programs to construct relaxations and show that many aggregation methods in the literature are special cases of this problem. We then study an application of network flow formulations in a decision hypergraph, and extend some aggregation methods to this case. To validate our approaches, we present computational results on a set of different problems and compare them to similar approaches in the literature. We conclude this thesis with a discussion on the results obtained and propose some perspectives for future work.Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes qui peuvent être formulés comme une séquence de décisions, où la programmation dynamique est un paradigme de modélisation adapté. Pour résoudre des problèmes de grande taille, nous étudions les méthodes d’agrégation et de désagrégation qui nous permettent de construire des relaxations du problème, qui sont résolues pour obtenir des solutions optimistes pour ces problèmes. Des algorithmes itératifs sont ensuite conçus à partir de ces relaxations, où les relaxations fournissent des solutions de moins en moins optimistes à mesure que le nombre d’itérations augmente. Dans cette thèse, nous faisons d’abord une revue de la littérature sur les méthodes d’agrégation et de désagrégation dans le contexte de programmes dynamiques. Ensuite, nous proposons un problème de modélisation de l’agrégation de sommets dans les graphes de décision des programmes dynamiques pour construire des relaxations et montrons que de nombreuses méthodes d’agrégation de la littérature sont des cas particuliers de ce problème. Nous étudions ensuite une application des formulations de flot dans un hypergraphe de décision, et étendons certaines méthodes d’agrégation à ce cas. Pour valider nos approches, nous présentons des résultats expérimentaux sur un ensemble de problèmes différents et les comparons avec des approches similaires de la littérature. Nous concluons cette thèse par une discussion sur les résultats obtenus et proposons des perspectives pour des travaux futurs
Caractérisation multidimensionnelle de la sarcopénie et de ses conséquences sur la fonction motrice, l'équilibre postural et le risque de chute chez la personne âgée
No full textSarcopenia is a major geriatric syndrome characterized by a progressive decline in muscle mass, strength, and performance. Long defined within a morphological framework centered on lean mass, it is now regarded as a multidimensional phenomenon with substantial functional and clinical consequences, notably increased fall risk and loss of independence. In this context, this thesis aimed to characterize the influence of sarcopenia on muscle function, postural stability, and fall risk, with the goal of identifying accessible and discriminative clinical tools to guide prevention strategies. Three complementary studies were conducted. The first, with a morphological focus, showed that ultrasound-measured rectus femoris thickness is a particularly relevant marker of severe sarcopenia, confirming the value of ultrasonography as a simple and reproducible screening tool. The second study, centered on the functional dimension, demonstrated that muscle quality—defined as the strength-to-mass ratio—was the best predictor of faller status, outperforming absolute strength and mass. Muscle power also emerged as an independent factor, underscoring the importance of muscular dynamics in preventing imbalance. Finally, the third study, based on stabilometric analysis, showed that sarcopenia is associated with increased postural instability independently of age, frailty, and prior falls, indicating a specific effect of sarcopenia on balance.Taken together, these results support an integrated approach to sarcopenia assessment that combines morphological, functional, and postural measures. Such an approach enables finer fall-risk stratification and a better understanding of the underlying mechanisms. It is consistent with current recommendations to move beyond algorithms centered solely on mass and strength, and it provides a foundation for targeted prevention strategies.In conclusion, this thesis contributes to reframing sarcopenia as a cross-cutting biomarker of aging, linking muscle atrophy, contractile efficiency, and postural control. Integrating these dimensions supports the transition toward precision geriatrics, in which early detection and personalized interventions can reduce fall risk and preserve independence in older adults.La sarcopénie est un syndrome gériatrique majeur, caractérisé par une diminution progressive de la masse, de la force et de la performance musculaire. Longtemps définie selon une approche morphologique centrée sur la masse maigre, elle est aujourd'hui envisagée comme un phénomène multidimensionnel aux conséquences fonctionnelles et cliniques considérables, notamment sur le risque de chute et la perte d'indépendance fonctionnelle. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif de caractériser l'influence de la sarcopénie sur la fonction musculaire, la stabilité posturale et le risque de chute, afin d'identifier des outils cliniques accessibles et discriminants pour guider les stratégies de prévention. Trois études complémentaires ont été menées. La première, à visée morphologique, a montré que l'épaisseur échographique du muscle droit fémoral constituait un marqueur particulièrement pertinent de la sarcopénie sévère, confirmant l'intérêt de l'échographie comme outil simple et reproductible pour le dépistage. La deuxième étude, centrée sur la dimension fonctionnelle, a mis en évidence que la qualité musculaire, définie comme le rapport force/masse, représentait le meilleur prédicteur du statut de chuteur, surpassant la force brute et la masse. La puissance musculaire est apparue également comme un facteur indépendant, soulignant l'importance de la dynamique musculaire dans la prévention des déséquilibres. Enfin, la troisième étude, fondée sur l'analyse stabilométrique, a démontré que la sarcopénie était associée à une instabilité posturale accrue, indépendamment de l'âge, de la fragilité et des antécédents de chute, traduisant un effet propre de la sarcopénie sur l'équilibre. Pris ensemble, ces résultats plaident pour une approche intégrée de l'évaluation de la sarcopénie, combinant mesures morphologiques, fonctionnelles et posturales. Cette approche permet une stratification plus fine du risque de chute et une meilleure compréhension des mécanismes impliqués. Elle rejoint les recommandations actuelles appelant à dépasser les algorithmes centrés sur la masse et la force et constitue un socle pour l'élaboration de stratégies de prévention ciblées. En conclusion, cette thèse contribue à redéfinir la sarcopénie comme un biomarqueur transversal du vieillissement, reliant atrophie musculaire, efficacité contractile et contrôle postural. L'intégration de ces dimensions concourt à l'évolution vers une médecine gériatrique de précision, où la détection précoce et les interventions personnalisées permettront de réduire le risque de chute et de préserver l'autonomie des personnes âgées
Optimisation topologique appliquée aux machines électriques tournantes : analyse des performances électromagnétiques et vibratoires
No full textIn response to the climate challenge, the European Union has set the ambitious goal of achieving carbon neutrality by 2050, a mission that demands major advancements in electromechanical conversion technologies, essential for renewable energy and electric mobility. Within this framework, this thesis explores the use of topology optimization in the design of electrical machines, focusing mainly on synchronous reluctance motors. The aim is to develop innovative methods capable of tackling complex problems, considering magnetic, mechanical, and vibrational aspects.To achieve this, a complete optimization methodology based on the SIMP method is developed, combining magnetostatic and mechanical models while also integrating strategies to reduce vibrations. A new way of formulating the optimization problem is proposed, significantly cutting computation time without sacrificing electromagnetic performance.The work also introduces a multiphysics approach that links magnetic and mechanical optimizations, comparing a sequential two-step process with a fully coupled simultaneous optimization. The impact of mechanical constraints on overall performance is thoroughly analyzed.Finally, the optimization approach is extended to vibration reduction by redesigning the housing structure of the machine. The goal is to minimize the effects of electromagnetic forces on vibratory behavior, enhancing both robustness and acoustic comfort.The main contributions of this thesis lie in the development of new optimization methods for synchronous reluctance motors, the explicit integration of vibrational performance criteria into the design process, and concrete advances toward designing more efficient and reliable electrical machines.Face au défi climatique, l'Union Européenne s'est fixé l'objectif ambitieux d'atteindre la neutralité carbone d'ici 2050, ce qui passe notamment par des progrès majeurs dans la conversion électromécanique, indispensable aux énergies renouvelables et à la mobilité électrique. Dans ce contexte, cette thèse explore l'optimisation topologique appliquée à la conception des machines électriques, en se concentrant principalement sur les moteurs synchrones à réluctance. L'enjeu est de proposer des méthodes innovantes capables de traiter des problématiques complexes, en prenant en compte les aspects magnétiques, mécaniques et vibratoires.Pour cela, une méthodologie complète d'optimisation basée sur la méthode SIMP est développée, combinant modélisations magnéto-statiques et mécaniques, et intégrant des stratégies pour limiter les vibrations. Une nouvelle manière de formuler le problème d'optimisation est proposée, permettant de réduire considérablement le temps de calcul sans compromettre les performances électromagnétiques.Le travail propose aussi une approche multiphysique croisant optimisation magnétique et mécanique, avec une comparaison entre une optimisation séquentielle en deux étapes et une optimisation simultanée. L'impact des contraintes mécaniques sur les performances globales est analysé en détail.Enfin, l'optimisation est étendue à la réduction des vibrations en repensant la structure du carter de la machine. Le but est de minimiser l'impact des forces électromagnétiques sur le comportement vibratoire, pour améliorer à la fois la robustesse et le confort acoustique.Les principales contributions de cette thèse reposent sur de nouvelles méthodologies pour optimiser les moteurs synchrones à réluctance, sur l'intégration explicite des critères vibratoires dans le processus de conception, et sur des avancées concrètes pour concevoir des machines électriques plus efficaces et plus fiables
Nouveau candidat biomarqueur du cancer du sein triple-négatif métastatique : la syntabuline comme protéine clé du dialogue mitochondrie-microtubule
No full textMetastasis is the leading cause of mortality inbreast cancer, particularly in the triple negative breastcancer (TNBC) subtype. Among the mechanisms promotingtumor progression, the spatiotemporal regulation ofmitochondria is emerging as a key discipline, whosemechanisms remain poorly understood. Anterogradetransport of mitochondria along microtubules locallyprovides energy to focal adhesions to promote tumormigration, a process controlled by the balance of kinesindyneinmotors and post-translational modifications ofmicrotubules.My thesis project aims to identify the impact ofmicrotubule-associated proteins on the regulation ofmitochondrial transport and tumor cell regulation, with theaim of ultimately proposing new therapeutic strategies forTNBC patients at high risk of developing metastases.Using molecular data from multiple breast cancer cohorts,we identify the SYBU/GOLSYN gene as a candidateprognostic marker.SYBU is downregulated in metastatic disease. SYBUencodes syntabulin, a mitochondrial outer membraneprotein that interacts with dynein and restrictsMiro/KIF5B-mediated anterograde transport. Bypromoting KIF5B movement, SYBU depletion causesmicrotubule damage and deacetylation. Conversely,microtubule deacetylation enhances KIF5B-mediatedanterograde mitochondrial transport, creating a positivefeedback loop that promotes mitochondrialaccumulation at the cell cortex and potentiates cancercell migration. Pharmacological inhibition of thedeacetylase HDAC6 restores mitochondrial positioningand suppresses migration of SYBU-deficient breastcancer cells. Ricolinostat (ACY-1215), currently beingstudied in phase 1B for the treatment of metastaticbreast cancer, could offer hope in the treatment ofsyntabulin-deficient metastatic TNBC, representingapproximately 3 000 women in France and 100 000worldwide.Les métastases constituent la principale cause demortalité dans le cancer du sein, particulièrement dans lesous-type triple-négatif (TNBC). Parmi les mécanismesfavorisant la progression tumorale, la régulation spatiotemporelledes mitochondries émerge comme une disciplineclé, dont les mécanismes restent peu élucidés. Le transportantérograde des mitochondries le long des microtubulesfournit localement l'énergie aux adhérences focales pourpromouvoir la migration tumorale, et est un processuscontrôlé par l'équilibre des moteurs kinésine-dynéine et parles modifications post-traductionnelles des microtubules.Mon projet de thèse vise à identifier quel est l’impact desprotéines associées aux microtubules dans la régulation dutransport des mitochondries et dans la régulation des cellulestumorales, de façon à proposer, à terme, de nouvellesstratégies thérapeutiques pour les patientes TNBC à hautrisque de développer des métastases.A partir de données moléculaires issues de cohortes depatientes atteintes d’un cancer du sein, j’ai identifié le gèneSYBU comme étant un marqueur pronostique candidat.L’expression de SYBU est diminuée dans lesmétastases. SYBU code pour la syntabuline, uneprotéine de la membrane externe des mitochondriesqui interagit avec la dynéine et restreint le transportantérograde médié par Miro/KIF5B. En favorisant lemouvement de KIF5B, la déplétion de SYBU provoquedes dommages et une déacétylation des microtubules.Réciproquement, la déacétylation des microtubulesfavorise le transport mitochondrial antérograde médiépar KIF5B ; renforçant la migration des cellulestumorales. L'inhibition pharmacologique de ladéacétylase HDAC6 restaure la distributionmitochondriale altérée par l’absence de syntabuline, etla migration des cellules tumorales. Le ricolinostat(ACY-1215), actuellement en essai clinique de phase 1Bpour le traitement du cancer du sein métastatique,pourrait constituer un espoir dans le traitement desTNBC métastatiques déficients en syntabuline,représentant environ 3 000 femmes en France et 100000 dans le monde
Une Approche basée sur la Simulation Dynamique pour améliorer l’Efficacité du Trafic et la Sécurité Routière dans les Couloirs de Ronds-Points
No full textThe following research project is based on the premise that road intersections should no longer be considered as isolated entities but rather as integral components within a broader traffic system. This system-based perspective is particularly relevant in the context of roundabout corridors, where the interactions between closely spaced junctions significantly influence the overall traffic flow, safety, and operational performance. The first and foundational phase of the study investigates the dynamics of roundabout corridors, with a focus on network equilibrium phenomena (such as Wardrop’s Principles, Braess Paradox and other known traffic paradoxes) and on key metrics of safety and efficiency. The objective is to establish a standardised methodology to assess roundabout corridors (or better road corridors in general) globally, enabling the identification of the most effective and safe design configurations. This methodological framework relies on dynamic simulations and geospatial analysis, employing tools such as Aimsun, SSAM, and QGIS to explore how "roundabout systems" behave under real-world conditions. In the second phase, the research examines how emerging mobility and traffic management technologies can be integrated into these corridors to address inefficiencies and improve safety. The study focuses in particular on the modelling and testing of Intelligent Transportation Systems (ITS), such as Ramp Metering Systems (RMS), to evaluate their potential to enhance performance across entire corridor networks. Both phases are developed through in-depth case studies in Pisa (Italy) and Avignon (France), using traffic data collected in the field and detailed simulations. This dynamic simulation-based approach ensures that the results reflect the complexity of urban environments and support the wider applicability of the proposed methods. Ultimately, this thesis aims to reframe the way intersections and corridors are analysed, arguing that roundabout corridors (when viewed as integrated systems) offer a powerful basis for developing more adaptive, efficient, and safer transport networks in line with contemporary mobility challenges.Le projet de recherche proposé repose sur le principe que les intersections routières ne doivent plus être considérées comme des entités isolées, mais comme des composantes intégrales d’un système de circulation plus large. Cette perspective systémique est particulièrement pertinente dans le contexte des couloirs de ronds-points où les interactions entre des carrefours rapprochés influencent significativement le flux de circulation, la sécurité et les performances opérationnelles. La première phase de l’étude analyse la dynamique de ces couloirs, en mettant l’accent sur les phénomènes d’équilibre du réseau (tels que les principes de Wardrop, le paradoxe de Braess et d’autres paradoxes du trafic), ainsi que sur des indicateurs clés de sécurité et d’efficacité. L’objectif est de définir une méthodologie standardisée pour évaluer les couloirs de ronds-points (ou plus généralement les couloirs routiers), afin d’identifier les configurations les plus efficaces et les plus sûres. Cette approche repose sur des simulations dynamiques et sur des analyses géospatiales, à l’aide d’outils tels que Aimsun, SSAM et QGIS. Dans une seconde phase, nous étudions comment les technologies émergentes de la mobilité et de la gestion du trafic peuvent être intégrées à ces corridors pour corriger les inefficacités et renforcer la sécurité. L’étude se concentre en particulier sur la modélisation et l’expérimentation des Systèmes de Transport Intelligents (ITS), tels que les systèmes de régulation des accès (RMS), afin d’évaluer leur potentiel à améliorer la performance à l’échelle du corridor. Les deux phases sont développées à travers des études de cas menées à Pise (Italie) et à Avignon (France), à partir de données de terrain et de simulations détaillées. Cette approche fondée sur la simulation dynamique permet de montrer la complexité des environnements urbains et d’assurer l’applicabilité des méthodes proposées. En définitive, cette thèse propose de repenser l’analyse des intersections et des couloirs routiers, en affirmant que les couloirs de ronds-points (envisagés comme des systèmes intégrés) constituent un angle d’analyse pertinent pour développer des réseaux de transport plus adaptatifs, efficaces et sûrs, en réponse aux défis contemporains de la mobilité