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The STICS soil-crop model: A generic model to simulate the functioning of agroecosystems
No full textSource Agritrop Cirad (https://agritrop.cirad.fr/616765/)International audienceThis chapter offers a general presentation of the STICS soil-crop model. Through numerous illustrations dealing notably with genetic x environment x management interactions, it presents an overview of the wide domain of validity of the model, along with its performances, demonstrating its potential for a wide range of agronomic and environmental applications. Since the beginning of its story in the early 90's, STICS has been able to remain a generic and robust model that allows to simulate the functioning of agro-ecosystems, both in temperate and tropical environments. As highlighted in this chapter, and particularly in the last two sections, many efforts were, and are still, put to keep the model up-to-date and in a permanent state of evolution towards better representation of cropping systems, allowing to analyze novel research and applied questions
Étude des déterminants des comportements (pro et contre) environnementaux des habitants de classes moyennes vivant dans des communes périurbaines et rurales de la région des Hauts-de-France
No full textLa recherche vise à (1) proposer et éprouver un cadre d’analyse des comportements de consommation en rapport avec les préoccupations environnementales, (2) identifier les freins et les leviers des comportements pro-environnementaux, (3) proposer un cadre de changement social en vue d’inhiber les freins et de renforcer les leviers de comportements de consommation pro-environnementaux. La méthode a combiné une approche qualitative (enquête par entretiens) et une approche quantitative (enquête par questionnaire).Cette recherche a démontré l’influence positive des représentations pro-environnementales et des attitudes cognitives pro-environnementales, ainsi que de l’âge, le lieu de résidence (rural vs. péri urbain) et l’ancienneté du logement sur les comportements pro-environnementaux. Elle a également souligné la nécessité d’envisager le rôle médiateur du contexte dans les modèles de prédiction des comportement environnementaux. Enfin, elle a montré que la sensibilité (c’est-à-dire l’identification) aux questions environnementales était un important contrepoids qui permet de transcender les limitations du contexte
Impacts sur la qualité de l'air et la santé humaine du prénol, un nouveau biocarburant de deuxième génération utilisé pour le transport terrestre
No full textThe use of second-generation biofuels has been greatly increased due to the impacts on air quality and climate of the combustion of fossil fuels. Prenol (3-methyl-2-buten-1-ol) is identified as a promising second-generation biofuel candidate, it is formed from lignocellulosic biomass such as the inedible part of corn cobs, grass or wood. The release of this Volatile Organic Compounds (VOCs) in the atmosphere is unavoidable during its transportation, storage and as unburned fuel from car engines. Despite its biogenic origin, prenol can react with atmospheric oxidants and contribute to the formation of various oxidation products which can degrade air quality and have severe effects on human health. In this regard, the objectives of this PhD work were twofold: (i) to study the atmospheric reactivity of prenol and (ii) to assess its toxicity and that of its oxidation products on humans.Experiments dedicated to the investigation of the reactions between prenol and atmospheric oxidants (O3, OH, and NO3) were performed into two atmospheric simulation chambers: CHARME (Chamber for the Atmospheric Reactivity and the Metrology of the Environment, Dunkerque, France) and THALAMOS (Thermally Regulated Atmospheric Simulation Chamber, Douai, France). In both chambers, the prenol rate coefficients were determined at room temperature (293 ± 2 K), under dry conditions (RH < 2 %), at atmospheric pressure and using the relative method. The ozonolysis reaction was performed in the presence of 1,3,5-trimethyl benzene (OH scavenger). The average values obtained were as follows (in cm3 molecule-1 s-1): kprenol+ O3 = (3.26 ± 0.33) × 10-16, kprenol+ OH = (1.48 ± 0.14) × 10-10 and kprenol+ NO3 = (3.00 ± 0.44) × 10-10. Based on these rate coefficients, the calculated atmospheric lifetimes of prenol with respect to its reactions with O3, OH and NO3 are 1.2, 1.8 and 0.5 hours, respectively, indicating that the 3 oxidants are important sinks of prenol in the atmosphere. Beyond room temperature kinetics, the temperature-dependent rate coefficients for the reaction of prenol with ozone and hydroxyl radicals were studied in THALAMOS and Arrhenius equations were determined. The reaction between prenol and ozone exhibits a positive temperature dependence in the range 283 – 353 K, while that with OH displays a negative dependence in the range 273 – 353 K. The oxidation products observed in the gas-phase, at room temperature, for the prenol reaction with the 3 oxidants were carbonyl compounds mainly acetone, glycolaldehyde and formaldehyde and detailed chemical mechanisms leading to these compounds has been proposed. In addition, its reaction with ozone and nitrate radicals has shown to produce secondary organic aerosols, with maximum aerosol yields at 3 % and 4 %, respectively, indicating that these reactions are minor sources of SOAs in the atmosphere. To our knowledge, this work is the first to present a detailed mechanistic study and temperature-dependent Arrhenius expressions for the reactions of prenol with ozone and hydroxyl radicals. Moreover, it is also the first one presenting the formation of SOAs from the reactions with O3 and NO3 radicals. In addition to atmospheric reactivity investigations, a first assessment of the toxic effects of prenol and of its gas- and particles- phases ozonolysis products was performed using an in vitro approach by coupling the chamber CHARME to a Vitrocell™ device. The biological response of human lung cell cultures exposed at the air-liquid interface was thus characterized.L'utilisation de biocarburants de deuxième génération a considérablement augmenté en raison des impacts sur la qualité de l'air et le climat de la combustion des combustibles fossiles. Le prénol (3-méthyl-2-butène-1-ol) est considéré comme un biocarburant de deuxième génération prometteur. Il est produit à partir de biomasse lignocellulosique, comme la partie non comestible des épis de maïs, l'herbe ou le bois. Le rejet de ce composé organique volatil (COV) dans l'atmosphère est inévitable lors de son transport, de son stockage ainsi que sous forme de carburant imbrûlé provenant des moteurs de voiture. Malgré son origine biogénique, le prénol peut réagir avec les oxydants atmosphériques et contribuer à la formation de divers produits d'oxydation susceptibles de dégrader la qualité de l'air et d'avoir des effets néfastes sur la santé humaine.Les objectifs de ce travail étaient doubles : (i) étudier la réactivité atmosphérique du prénol et (ii) évaluer sa toxicité et celle de ses produits d’oxydation pour l'homme.Des expériences consacrées à l'étude des réactions entre le prénol et les oxydants atmosphériques (ozone, radicaux hydroxyles et radicaux nitrates) ont été réalisées dans deux chambres de simulation atmosphérique : CHARME (CHamber for the Atmospheric Reactivity and the Meterology of the Environment, Dunkerque, France) et THALAMOS (Thermally Regulated Atmospheric Simulation Chamber, Douai, France).Dans les deux chambres, les constantes de vitesse du prénol ont été déterminées à température ambiante (293 ± 2 K), en conditions sèches (HR < 2 %), à pression atmosphérique et en utilisant la méthode relative. La réaction d'ozonolyse a été réalisée en présence de 1,3,5-triméthylbenzène (piégeur de radicaux OH). Les valeurs moyennes obtenues sont les suivantes (en cm3 molécule-1 s-1) : kprénol+ O3 = (3,26 ± 0,33) × 10-16, kprénol+ OH = (1,48 ± 0,14) × 10-10 et kprénol+ NO3 = (3,00 ± 0,44) × 10-10. Ces constantes de vitesse ont permis de calculer les durées de vie atmosphériques du prénol pour ses réactions avec O3, OH et NO3, elles sont respectivement de 1,2, 1,8 et 0,5 heure, ce qui indique que ces trois oxydants sont d'importants puits de prénol dans l'atmosphère. Au-delà de la cinétique à température ambiante, la dépendance en température des constantes de vitesse pour la réaction du prénol avec l'ozone et les radicaux hydroxyles ont été étudiés dans THALAMOS permettant la détermination des équations d'Arrhenius correspondantes. La réaction entre le prénol et l'ozone présente une dépendance positive en température dans la plage 283-353 K, tandis que celle avec OH présente une dépendance négative dans la plage 273-353 K. Les produits d'oxydation observés en phase gazeuse, à température ambiante, pour la réaction du prénol avec les trois oxydants sont des composés carbonylés, principalement de l'acétone, du glycolaldéhyde et du formaldéhyde et un mécanisme chimique détaillé conduisant à ces composés a été proposé.De plus, cette étude montre que la réaction du prénol avec l'ozone et avec les radicaux nitrates produit des aérosols organiques secondaires (AOS) avec des rendements maximums de 3 % et 4 % respectivement, ce qui indique que ces réactions sont des sources mineures d’AOS dans l'atmosphère. À notre connaissance, ce travail est le premier à présenter une étude mécanistique détaillée ainsi que les équations d'Arrhenius pour la réaction du prénol avec l'ozone et les radicaux hydroxyles. De plus, c'est également le premier décrivant la formation d’AOS pour la réaction du prénol avec l’ozone et les radicaux NO3.Outre les investigations sur la réactivité atmosphérique, une première évaluation des effets toxicologiques du prénol et de ses produits d'ozonolyse en phases gazeuse et particulaire a été réalisée in vitro en couplant la chambre CHARME à un système Vitrocell™. La réponse de cultures de cellules pulmonaires humaines exposées à l’interface air-liquide a ainsi pu être caractérisée
Rôle de l’inoculation mycorhizienne dans la modulation du transcriptome foliaire du blé et l’induction d’une résistance contre Zymoseptoria tritici
No full textThis thesis project takes place in the context of the transition from conventional agriculture to more sustainable practices, which requires the development of new farming methods that are more respectful of human health and the environment. The reduction in the use of chemical inputs is accompanied by the development of biosolutions, some of which involve the use of beneficial microorganisms, such as arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), to improve plant growth and health. These AMF have shown the ability to induce resistance in plants against certain fungal pathogens, known as Mycorrhizal-Induced Resistance (MIR). Thus, this research aims to evaluate the ability of the AMF Funneliformis mosseae to protect wheat against Septoria tritici blotch (STB), a major foliar disease in wheat caused by the hemibiotrophic fungus Zymoseptoria tritici. This thesis work revolves around three main objectives : (i) to analyze the transcriptomic modifications induced by F.mosseae at the foliar tissues during the establishment of mycorrhizal symbiosis in the roots ; (ii) to understand the foliar molecular mechanisms involved in the protection of bread wheat against STB, induced by F.mosseae ; and (iii) to characterize the microbial communities associated with the roots and rhizosphere of three plant species, including wheat, cultivated on soil from organic wheat fields in the Hauts-de-France region. The analysis of the co-occurrence networks of these microbial communities will help design microbial inocula enriched with AMF, better adapted to local pedoclimatic conditions. Our results showed that, alongside the increase in root colonization by F.mosseae, a systemic response was observed in wheat leaves as early as the 19th day of cultivation, with a marked activation of numerous leaf gene expressionsstarting from the 42nd day of co-culture. Although plant biomass was not affected by root mycorrhization, several metabolic pathways were simulated, including proteolysis, carbon metabolism, photorespiration (accompanied by stoamatal closure), antioxidant mechanisms, as well as hormonal signaling pathways involving abscisic acid, jasmonic acid, and ethylene, along the activation of defense-related genes. Surprisingly, an upregulation of a large number of these same genes is similarly observed in wheat leaves in response to inoculation by the pathogenic fungus, Z.tritici. Moreover, in mycorrhizal plants subsequently inoculated with Z.tritici, genes coding for proteins involved in photosynthesis are repressed, which could play a role in the plant's ability to limit the development of Z.tritici during its biotrophic phase. Indeed, a 35% reduction in STB symptoms was observed in mycorrhizal plants compared to non-mycorrhizal plants. Furthermore, to optimize the benefits of mycorrhization, the choice of inoculum if crucial. For this reason, a study was carried out to characterize the microbial communities associated with the roots and rhizophere of wheat. This analysis was conducted in comparison with two other mycotrophic plant species (leek and clover) to better understand the wheat-associated microbiota and its possible specificities. Our results showed that microbial diversity (bacteria, total fungi and AMF) was consistenly higher in the rhizosphere than within the roots, regardless of the plant species. In wheat, interactions between AMF and other microorganisms are fewer and different from those observed in leek and clover, where AMF showed strong interactions with nitrogen-fixing, phosphorus-solubilizing, and growth-promoting bacteria. These results underscore the importance of gaining a deeper understanding of wheat-associated microbiota to design more effective AMF-based microbial inocula, providing a more efficient biocontrol strategy against Z.tritici.Cette thèse s’inscrit dans un contexte de transition vers une agriculture plus durable nécessitant le développement de pratiques agricoles respectueuses de la santé humaine et de l’environnement, notamment en réduisant l’usage des pesticides chimiques. L’utilisation des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA), comme potentiels agents de biocontrôle, représente une alternative prometteuse aux fongicides chimiques. Ainsi, ce travail a pour objectif d’évaluer la capacité du CMA Funneliformis mosseae à induire une protection systémique chez le blé contre Zymoseptoria tritici, champignon hémibiotrophe, responsable de la septoriose, maladie foliaire majeure en région Hauts-de-France. Cette thèse vise, notamment à : (i) analyser les modifications transcriptomiques induites par F. mosseae au niveau foliaire, au cours de l’établissement de la symbiose mycorhizienne dans les racines ; (ii) comprendre les mécanismes moléculaires foliaires impliqués dans la protection du blé contre la septoriose, induits par F. mosseae; et (iii) caractériser les communautés microbiennes associées aux racines et à la rhizosphère de 3 plantes, dont le blé, cultivés sur un sol issu de champs de blé de notre région. Nos résultats ont montré que parallèlement à l’augmentation de la colonisation racinaire, une réponse systémique est observée dans les feuilles de blé dès le 19e jour de culture, avec une activation marquée de l’expression de nombreux gènes des tissus foliaires à partir du 42e jour de co-culture. Bien que la biomasse des plantes ne soit pas affectée par la mycorhization des racines de blé, plusieurs voies métaboliques sont stimulées (mobilisation des phosphates, protéolyse, métabolisme du C, photorespiration, mécanismes antioxydants, voies hormonales de signalisation liées à l’ABA, l’AJ et l’ET, activation de gènes de défense). Un grand nombre de ces mêmes gènes est également induit dans les feuilles de blé en réponse à l’inoculation par Z. tritici. Par ailleurs, une répression des gènes codant des protéines impliquées dans la photosynthèse observée chez les plantes mycorhizées pourrait jouer un rôle dans la capacité de la plante à limiter le développement de Z. tritici lors de sa phase biotrophe. En effet, une réduction de 35 % des symptômes de la septoriose a été observée chez les plantes mycorhizées par rapport aux non-mycorhizées. Par ailleurs, ce travail a été complété par une étude de caractérisation des communautés microbiennes associées au blé, en comparaison avec 2 autres plantes mycotrophes (poireau et trèfle), pour mieux appréhender le microbiote du blé et ses éventuelles spécificités. Nos résultats ont révélé que la diversité microbienne (bactéries, champignons totaux et CMA) était plus élevée au niveau de la rhizosphère qu'au sein des racines, et ce quelle que soit l’espèce végétale étudiée. De plus, il a été observé que le blé présente une diversité microbienne plus importante que celle du trèfle et du poireau. En comparaison au blé, ces dernières espèces montrent une diversité plus spécifique en CMA et sont enrichies en NFB et PGPR. L’analyse des réseaux de co-occurrence a mis en évidence des interactions microbiennes majoritairement positives, impliquant principalement des bactéries dans les racines, et des champignons dans la rhizosphère, quelle que soit la plante. Les CMA appartenant aux ordres des Glomerales et Diversisporales interagissent fortement avec les autres communautés microbiennes; certaines sont généralistes, d’autres spécifiques à certaines espèces végétales. Chez le blé, les interactions entre les CMA et les autres microorganismes sont moins nombreuses et différent de celles observées chez le poireau et le trèfle, où les CMA interagissent fortement avec des NFB, des PSB et PGPR. Ces résultats mettent en évidence l’intérêt d’approfondir la connaissance du microbiote du blé, afin de concevoir des inoculums mycorhiziens optimisés, pouvant constituer une stratégie de biocontrôle plus efficace contre Z. tritici
Culture-driven plasticity and imprints of body-movement pace on musical rhythm processing
No full textInternational audienceMusic naturally induces human movement through its rhythmic structure. Conversely, synchronised body movement can shape rhythm perception – a short-term effect that is likely influenced itself by lifelong cultural exposure. Yet, direct experimental evidence for both short- and long-term modulation of rhythm processing through movement remains limited.To address this, we present a registered report using electroencephalography (EEG) and hand-clapping responses to a highly syncopated, metrically ambiguous rhythm derived from West/Central African musical traditions (N = 80). These neural and behavioural responses were recorded separately in participants from West/Central Africa and Western Europe (N = 60) before and after a body-movement session involving stepping and clapping to a cued beat (either three- or four-beats meter, the latter concurring with original music-cultural conventions).African participants exhibited a significant short-term effect, clapping more consistently and in closer alignment with the beat as cued in the body-movement session. They also more reliably interpreted the rhythm in line with cultural conventions, both before and after movement. In contrast, European participants showed no significant short-term movement effect. A sibling study was then conducted on an additional Western cohort (N = 80), where the body movement session was replaced by watching while staying still audiovisual clips of individuals performing the same body movement as in the first study. In contrast with Study 1, behavioural responses to the cued beat were found to be significantly more consistent after the training session, suggesting that multisensory inputs, possibly activating motor representation without actual movement production, can elicit a short-term effect even when production of actual movement does not.Finally, inconsistencies between neural and behavioural data in both studies suggest that a brief training session alone may not robustly stabilise a beat interpretation that can be automatically reactivated in neural activity after the movement cessation, particularly in response to a complex, syncopated rhythm. Nonetheless, when participants are compelled to move to such a rhythm, they can draw on learnt beat–rhythm association to guide movement timing
G-UniRouting : A Graph-Based Unified Neural Model for Solving Multi-Attribute Vehicle Routing Problems
No full textInternational audienceReal-world Vehicle Routing Problems (VRPs) involve multiple operational attributes such as capacity limits, time windows, backhauls, open routes, and route duration constraints. Most existing methods are tailored to specific variants, limiting adaptability and reuse. This paper introduces G-UniRouting: A Graph-Based Unified Neural Model for Solving Multi-Attribute Vehicle Routing Problems. Our approach integrates a Graph Neural Network (GNN) encoder that captures spatial and relational structure with a constraint-aware decoder that dynamically enforces feasibility through dynamic masking and distance-aware attention mechanisms. Our proposed model is an end-to-end framework trained using the REINFORCE algorithm with a rollout baseline to minimize routing costs. G-UniRouting is evaluated on 24 distinct VRP variants within a unified framework and employs multi-start inference to enhance solution quality. Experimental results show that our unified model generalizes across diverse constraints and consistently outperforms or rivals specialized baselines, offering a scalable and flexible solution to complex, multi-attribute routing problems.</div
Trace Ratio vs Ratio Trace Methods for Multidimensional Dimensionality Reduction
No full textWe propose a higher-order dimensionality reduction framework based on the Trace Ratio (TR) optimization problem. We establish conditions for existence and uniqueness of solutions and clarify the theoretical connection between the Trace Ratio and its surrogate, the Ratio Trace (RT) formulation. Building on these foundations, we design a Newton-type iterative algorithm that operates directly in the tensor domain via the Einstein product, avoiding data flattening and preserving multi-dimensional structure. This approach extends classical Linear Discriminant Analysis (LDA) to higher-order tensors, offering a natural generalization of trace-based dimensionality reduction from matrices to tensors. Numerical experiments on several benchmark datasets confirm the efficiency and robustness of the proposed methods, showing consistent improvements over existing matrix- and tensor-based techniques
Artificial Evolution: 16th International Conference, Évolution Artificielle, EA 2024, Bordeaux, France, October 29–31, 2024, Revised Selected Papers
No full textInternational audienceThis book constitutes the refereed post-conference proceedings of the 16th International Conference on Artificial Evolution, EA 2024, held in Bordeaux, France, during October 29–31, 2024.The 16 full papers were carefully reviewed and selected from 30 submissions. The papers cover a wide range of topics in the field of artificial evolution, including Algorithmics and Modeling, Implementations, Application of Evolutionary Paradigms to the Real World industry, biosciences, Machine Learning and hybridization with other soft computing techniques
Sommeil, activité physique et santé mentale des dirigeants d’entreprise : proposition d’une solution adaptée à leurs problématiques spécifiques
No full textBusiness leaders, both salaried and self-employed, are exposed to intense lifestyles and high levels of stress. National surveys reveal that they sleep on average less than the general population, experience increased fatigue, and have a high prenvalence of daytime sleepiness and stress. This sleep deprivation, whether suffered or chosen, affects their physical and mental health, as well as their professional performance, notably decision-making and stress management. The main objective was to analyze the links between sleep, physical activity, and mental health among business leaders, and to evaluate the impact of an experimental health education program combined with physical activity. The first study confirmed poor sleep quality, significant sedentary behavior, and high stress levels among leaders. It also revealed that self-employed leaders of small businesses have more unfavorable indicators of sleep, stress and sedentary behavior than salaried leaders of large companies. The second and third studies made it possible to design a health education program with two intervention modalities : support for physical activity for self-employed leaders, and an autonomous program for salaried leaders. Overall, participation in these programs improved perceived sleep quality, reduced stress, and optimized overall health. The distinction between support and autonomy suggests that personalized guidance is particularly relevant for the most exposed profiles. These results show that health education programs including physical activity are innovative and effective strategies to preserve the health and professional potential of leaders, true "athletes of the company".Les dirigeants d'entreprise, salariés et non salariés, sont exposés à des rythmes de vie intenses et à un niveau de stress élevé. Les enquêtes nationales révèlent qu'ils dorment en moyenne moins que la population générale, présentent une fatigue accrue, ainsi qu'une prévalence important de somnolence diurne et de stress. Cette privation de sommeil, subie ou choisie, affecte leur santé physique et mentale, ainsi que leur performance professionnelle, notamment la prise de décision et la gestion du stress. L'objectif principal était d'analyser les liens entre sommeil, activité physique et santé mentale chez les dirigeants, et d'évaluer l'impact d'un programme expérimental d'éduction à la santé couplé à l'activité physique. La première étude a confirmé une mauvaise qualité de sommeil, une sédentarité importante et des niveaux de stress élevés chez les dirigeants. Elle a aussi révélé que les dirigeants non salariés de TPE/PME présentent des indicateurs de sommeil, de stress et de sédentarité plus défavorables que les dirigeants salariés de plus grandes entreprises. Les deuxième et troisième études ont permis de concevoir un programme d'éducation à la santé intégrant deux modalités d'intervention : un accompagnement à l'activité physique pour les dirigeants non salariés, et un programme autonomes pour les salariés. Globalement, la participation à ces programmes a amélioré la perception de la qualité du sommeil, réduit le stress et optimisé la santé globale. La distinction entre accompagnement et autonomie suggère que l'encadrement personnalisé est particulièrement pertinent pour les profils les plus exposés. Ces résultats montrent que les programmes d'éducation à la santé intégrant l'activité physique sont des stratégies innovantes et efficaces pour préserver la santé et le potentiel des dirigeants, véritables "athlètes de l'entreprise"
