Laboratoire de Physique Théorique
Thèses en ligne de l'Université Toulouse III - Paul SabatierNot a member yet
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Rigorous development of secure architecture within the negative and positive statements: properties, models, analysis and tool support
Get PDFNotre société est devenue plus dépendante des systèmes logiciels complexes, tels que les systèmes de technologies de l'information et de la communication (TIC), pour effectuer des tâches quotidiennes (parfois critiques).
Cependant, dans la plupart des cas, les organisations et particulièrement les plus petites placent une valeur limitée sur les données et leur sécurité. Dans le même temps, la sécurité de ces systèmes est une tâche difficile en raison de la complexité et connectivité croissante dans le développement des TIC. De plus, la sécurité a une incidence sur de nombreux attributs tels que la transparence, la sureté et l'utilisabilité. Ainsi, la sécurité devient un aspect très important qui devrait être pris en compte dans les premières phases du cycle de développement. Dans ce travail, nous proposons une approche afin de sécuriser les architectures logicielles des TIC pendant leur développement en considérant la vision positive, qui se manifeste par l'étude des objectifs de sécurité (ex., confidentialité), et la vision négative, qui se manifeste par l'étude des menaces (ex., usurpation). Les contributions de ce travail sont triples : (1) un framework de conception intégré pour la spécification et l'analyse de bibliothèques de modèles (formels) réutilisables pour les architectures logicielles sécurisées ; (2) une nouvelle méthodologie basée sur les modèles pour développer une architecture logicielle sécurisée par réutilisation ; et (3) une suite d'outils support. L'approche associe l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) et les techniques formelles pour concevoir un ensemble de langages de modélisation afin de spécifier et analyser des modèles d'architecture et de propriétés permettant la réutilisation et ainsi capitaliser un savoir-faire en matière de sécurité. Les résultats sont fournis sous forme de deux artéfacts complémentaires : (a) un processus de développement de bibliothèques de modèles réutilisables pour la spécification et la vérification d'objectifs et de menaces de sécurité par un expert en sécurité ; et (b) un processus de conception d'architecture sécurisé par un architecte s'appuyant sur les bibliothèques spécifiées dans le processus (a). Le processus (a) comprend les activités suivantes : (1) la spécification formelle d'objectifs et de menaces de sécurité comme propriétés d'un modèle en utilisant un langage de spécification indépendant technologiquement ; (2) l'interprétation des bibliothèques de modèles résultants dans un langage formel outillé ; et (3) la définition de politiques de sécurité en tant que solutions abstraites de sécurité pour assurer les propriétés de sécurité. Le processus (b) comprend les activités suivantes : (1) l'analyse d'un modèle d'architecture concret afin de vérifier les exigences et d'identifier les problèmes de sécurité en réutilisant les modèles de propriétés ; (2) la sélection et l'intégration des modèles de politiques pour atténuer les problèmes de sécurité identifiés ; et (3) la génération de feedbacks sous forme de rapport sur le modèle d'architecture logicielle et sa sécurité (menaces résiduelles, validation d'objectifs, etc.). Pour valider notre travail, nous avons exploré un ensemble de menaces représentatives extraites de la classification STRIDE et un ensemble d'objectifs de sécurités représentatives extraites de la classification CIAA dans le contexte de développement d'architecture à base de composants et de communication à base de messages. Dans le cadre de l'assistance au développement d'architectures sécurisées, nous avons mis en place une chaine d'outils autour de la plateforme Eclipse afin de soutenir les différentes activités de notre approche s'appuyant sur un ensemble de langages de modélisation et de langages formels outillés existants. L'évaluation de ce travail est présentée à travers un exemple simple de site web de bibliothèque universitaire issue de OWASP et un système de passerelle de compteur intelligent issue d'un projet de recherche collaborative de notre équipe.Our society has become more dependent on software-intensive systems, such as Information and Communication Technologies (ICTs) systems, to perform their daily tasks (sometimes critical). However, in most cases, organizations and particularly small ones place limited value on information and its security. In the same time, achieving security in such systems is a difficult task because of the
increasing complexity and connectivity in ICT development. In addition, security has impacts on many attributes such as openness, safety and usability. Thus, security becomes a very important aspect that should be considered in early phases of development. In this work, we propose an approach in order to secure ICT software architectures during their development by considering two visions to formulate security statements using the negative view, as the study of threats (e.g., usurpation) and positive view as the study of the security objectives (e.g., confidentiality). The contributions of this work are threefold: (1) an integrated design framework for the specification and analysis of reusable (formal) model libraries for secure software architectures; (2) a novel model-based methodology for developing secure software architecture by reuse; and (3) a set of supporting tools. The approach associates Model-Driven Engineering (MDE) and formal techniques to design a set of modeling languages for specifying and analyzing architecture and property models which allows reuse of capitalized security-related know-how. The results are provided as two complementary artifacts: (a) a process of development of reusable formal model libraries for the specification and verification of security threats and objectives by a security expert; and (b) a process of secure architectural design and analysis by an architect reusing the libraries specified in the process (a). Process (a) includes the following activities: (1) the formal specification of the security threats and objectives as the properties of a model using technology-independent specification language; (2) the interpretation of the resulted model libraries in a tooled formal language; and (3) the definition of security policies as abstract security countermeasures to ensure security properties. Process (b) includes the following activities: (1) security analysis of a concrete architecture model to verify the security requirements and identify security issues reusing the property models; (2) selection and integration of policy models to mitigate the identified security issues; and (3) the generation of feedback as reports on the software architecture model and its security (residual threats, objectives validation, etc.). To validate our work, we have explored a set of representative threats extracted from the STRIDE classification and a set of representative security objectives extracted from the CIAA classification in the context of component-based architecture and message passing communication. As part of the assistance for the development of secure architectures, we have implemented a tool chain based on Eclipse platform to support the different activities of our approach based on a set of modeling languages and existing formal tooled languages. The assessment of our work is presented via a simple example of a university library website from OWASP and a gateway application for smart-meter system from our previous collaborative research project
Fonctions du snoARN snR190 et de l'ARN hélicase Dbp7 dans la compaction de l'ARN de la grande sous-unité ribosomique chez la levure
No full textLa synthèse de sous-unités ribosomiques eucaryotes implique l'assemblage et la maturation de particules précurseurs complexes (particules pré-ribosomiques) contenant des précurseurs de l'ARN ribosomique (ARNr), des protéines ribosomiques (RP ou r-protéines) et une pléthore de facteurs d'assemblage et de maturation (AMF). La première partie de ma thèse à porté sur l'hétérodimère BXDC1-RRS1. BXDC1 et RRS1 sont les homologues humains des facteurs d'assemblage et de maturation de la levure Rpf2 et Rrs1, respectivement. Chez S. cerevisiae, Rpf2 et Rrs1 sont impliqués dans le recrutement de la 5S RNP dans les particules pré-60S. De plus, des études récentes menées dans mon équipe d'accueil à Toulouse ont identifié l'hétérodimère Rpf2-Rrs1 comme un nouveau complexe nucléolaire impliqué dans la régulation de la transcription de Pol I dans les cellules de levure. Dans les cellules humaines, BXDC1 et RRS1 sont également impliqués dans l'incorporation de la 5S RNP dans les pré-ribosomes et jouent en outre un rôle central dans la coordination entre la synthèse des ribosomes et la progression du cycle cellulaire. Ce projet visait à déterminer si, à l'instar de son homologue de levure, le complexe BXDC1 / RRS1 est également impliqué dans la régulation de la transcription de Pol I dans les cellules humaines. Nous avons utilisé des tests d'immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) pour déterminer si BXDC1 interagit avec l'ADNr. Nous avons également testé si l'absence de BXDC1 affecte l'association de l'ARN Pol I avec l'ADNr. Malheureusement, nous n'avons pas réussi à démontrer une interaction entre BXDC1 et ADNr et en outre, l'interaction Pol I avec l'ADNr n'a pas été affectée lors de la depletion de BXDC1 médiée par l'ARNi. Ces données obtenues ne nous ont pas encouragés à approfondir cette partie de ma thèse. La deuxième partie de ma thèse a consisté à etudier la fonction du snoARN a boîte C/D snR190 et son interaction avec la DEAD-box ATPase Dbp7 chez la levure. SnR190 a longtemps été prédit d'agir comme un guide de méthylation snoRNA ciblant un nucléotide du centre peptidyl transférase (PTC) de l'ARNr 25S, bien que la méthylation cible n'ait jamais été détectée. Ce snoARN interagit préférentiellement avec un module protéique composé de cinq facteurs appelés "complexe Npa1", suggéré de jouer un rôle clé dans la compaction de l'ARNr 25S au sein des particules pré-60S précoces. Nous montrons que snR190 est nécessaire pour une prolifération optimale des levures et une maturation efficace des particules pré-60S précoces. Nous proposons que snR190 fonctionne comme un nouveau snoARN chaperon, qui coopère avec le complexe Npa1 pour favoriser la compaction du pré-ARNr dans les premières particules pré-60S, grâce à deux éléments antisens conservés de manière évolutive. Notre étude a en outre révélé un nouveau lien génétique entre snR190 et l'hélicase ARN Dbp7, qui présente des interactions génétiques avec tous les membres du complexe Npa1. Nous montrons en outre que l'absence de Dbp7 conduit à une rétention aberrante dans les particules pré-60S de snR190 et plusieurs snoARNs guides de modification ciblant la région PTC de l'ARNr 25S. De plus, le knock-out de snR190 dans une souche dépourvue de Dbp7 atténue partiellement son défaut de croissance et restaure dans une certaine mesure la maturation précoce des particules pré-60S. Nous proposons que l'hélicase ARN Dbp7 régule l'appariement de bases dynamique entre snR190 et le pré-ARNr au sein des premières particules pré-60S, participant ainsi à la structuration de la région PTC de la grande sous-unité ribosomique.Synthesis of eukaryotic ribosomal subunits involves assembly and maturation of complex precursor particles (pre-ribosomal particles) containing ribosomal RNA (rRNA) precursors, ribosomal proteins (RPs or r-proteins) and a plethora of assembly and maturation factors (AMFs). The first part of my thesis focused on the BXDC1-RRS1 heterodimer. BXDC1 and RRS1 are the human homologues of the yeast assembly and maturation factors Rpf2 and Rrs1, respectively. In S. cerevisiae, Rpf2 and Rrs1 are involved in the recruitment of the 5S RNP into pre-60S particles. Moreover, recent studies performed in my host team in Toulouse identified the Rpf2-Rrs1 heterodimer as a novel nucleolar complex involved in the regulation of Pol I transcription in yeast cells. In human cells, BXDC1 and RRS1 are also implicated in the incorporation of the 5S RNP into pre-ribosomes and further plays a central role in the coordination between ribosome synthesis and the cell cycle progression. This project aimed to determine whether, similarly to its yeast counterpart, the BXDC1/RRS1 complex is also involved in the regulation of Pol I transcription in human cells. We used Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) assays to determine whether BXDC1 interacts with rDNA. We also tested if the absence of BXDC1 affects RNA Pol I association with rDNA. Unfortunately, we failed to demonstrate any interaction between BXDC1 and rDNA and furthermore, Pol I interaction with rDNA was not affected upon RNAi-mediated depletion of BXDC1. These obtained data did not encourage us to further explore this part of my thesis. The second part of my thesis consisted in deciphering the function of the box C/D snoRNA snR190 and its interplay with the DEAD-box ATPase Dbp7 in yeast. snR190 has long been predicted to act as a methylation guide snoRNA targeting a nucleotide of the peptidyl transferase center (PTC) of the 25S rRNA, although the target methylation has never been detected. This snoRNA interacts preferentially with a protein module composed of five factors called the "Npa1 complex", suggested to play a key role in the compaction of the 25S rRNA within the earliest pre-60S particles. We show that snR190 is required for optimal yeast proliferation and efficient maturation of early pre-60S particles. We propose that snR190 functions as a novel snoRNA chaperone, which cooperates with the Npa1 complex to promote the compaction of the pre-rRNA in the first pre-60S particles, through two evolutionarily conserved antisense elements. Our study further revealed a novel genetic link between snR190 and the Dbp7 RNA helicase, which displays genetic interactions with all members of the Npa1 complex. We further show that the absence of Dbp7 leads to an aberrant retention within pre-60S particles of snR190 and several modification guide snoRNAs targeting the PTC region of the 25S rRNA. In addition, knockout of snR190 in a strain lacking Dbp7 partially alleviates its growth defect and restores early pre-60S particle maturation to some extent. We propose that the Dbp7 RNA helicase regulates the dynamic base-pairing between snR190 and the pre-rRNA within the earliest pre-60S particles, thereby participating in the structuring of the PTC region of the large ribosomal subunit
Suivi de la santé structurale des infrastructures en bois par intégration de capteurs
No full textDepuis quelques années, une forte expansion des structures en bois est favorisée par l'utilisation des éléments en bois
lamellé-collé (LC). Ces derniers sont mécaniquement prometteurs et offrent la possibilité de construire des ouvrages de longue portée et des structures architecturales plus complexes. Cependant, des problèmes de durabilité liés à des conditions climatiques d'humidité et de température variables limitent le développement de ces ouvrages. Pour promouvoir ce matériau renouvelable et écologique, il est primordial d'associer aux structures LC une démarche de maintenance et de surveillance afin de pouvoir intervenir au plus vite sur la structure dès que le risque de pathologie survient. Ce travail de recherche a donc consisté à mettre en place une démarche de suivi en continu de l'état de santé des structures en bois LC via l'intégration de capteurs entre les lamelles. Un cycle d'humidification/séchage (H/S) permettant une étude des propriétés de durabilité du matériau a été proposé et différents paramètres physico-mécaniques du bois LC ont été étudiés au cours du temps, notamment son humidité, ses variations dimensionnelles et ses propriétés de résistance en flexion. Dans cette étude, la méthode résistive basée sur l'utilisation de capteurs de type patchs a été utilisée pour le suivi de l'humidité. Les variations dimensionnelles de retrait/gonflement ont été mesurées via l'utilisation de jauges de déformations. Dans un premier temps, le système de mesure et d'enregistrement en continu a été développé en interne à l'IUT de Tarbes. Puis, des essais préliminaires ont été réalisés pour valider l'instrumentation du bois LC par des capteurs intégrés et pour établir un modèle d'estimation de l'humidité du bois tenant compte à la fois de la variation d'humidité relative et de la température. Enfin, des essais de durabilité accélérés ont été réalisés. Ces derniers ont consisté à exposer les éprouvettes à des cycles H/S afin de mettre en évidence l'impact des conditions climatiques variables, généralement rencontrées dans les ouvrages en bois, sur la tenue mécanique en flexion du bois LC. Les résultats montrent que le système de mesure développé permet de surveiller en temps réel et en continu l'humidité du bois LC, sa température, et ses déformations de retrait/gonflement. En outre, les cycles H/S entrainent une diminution de la résistance à la rupture en flexion du bois LC. Par ailleurs, aucune évolution significative n'a été constatée pour le module d'élasticité. A l'avenir, des essais de durabilité en conditions climatiques réelles devront être réalisés afin de valider la démarche scientifique et de proposer in fine des solutions de suivi et de maintenance associées au service des gestionnaires d'ouvrages en bois LC.For a few years, a strong expansion of timber structures has been promoted by the use of glulam. These are mechanically
promising and offer the possibility to build long-span and complex architectural structures. However, durability issues
related to variable humidity and temperature conditions limit the development of these structures. To promote this
renewable and ecological material, it is essential to associate glulam structures with a maintenance and monitoring process in order to intervene as quickly as possible on the structure as soon as there is a risk of pathology occurring. Therefore, this research work has consisted in setting up a continuous monitoring process of glulam structures with embedded sensors between the lamellas of glulam. A wetting/drying (W/D) cycle allowing a study of wood durability properties was proposed and various physico-mechanical parameters of glulam were studied over time, especially its moisture content (MC), dimensional variations and bending strength properties. In this study, the resistive method based on the use of patch-type sensors was used for MC monitoring. Dimensional variations in shrinkage/swelling were measured using strain gauges. Firstly, the continuous measurement and recording system was developed in the IUT of Tarbes. Then, preliminary tests were carried out to validate the glulam instrumentation using embedded sensors and to establish an MC monitoring model that considers variations of relative humidity and temperature. To finish, accelerated durability tests
were carried out. These ones consisted in exposing the specimens to the W/D cycles in order to highlight the impact of climatic variation conditions, generally encountered in timber structures, on the mechanical bending strength of glulam. The results show that the measuring system developed allows real-time and continuous monitoring of wood MC, temperature, and shrinkage/swelling deformations. In addition, the W/D cycles lead to a decrease in the bending strength of glulam. Besides, no significant changes in modulus of elasticity have been observed. In the future, durability tests under real climatic conditions will have to be carried out in order to validate the scientific approach and to propose in the end monitoring and maintenance solutions associated with the service of glulam structures managers
Ligands ambiphiles et coopérativité métal - acide de Lewis
Get PDFCette thèse porte sur l'étude de la coopérativité métal/acide de Lewis. L'or se distingue des autres métaux de transitions par une réticence à s'engager dans les étapes élémentaires classiquement rencontrées en chimie organométallique. Ce projet de recherche repose sur la coordination de l'or par des ligands ambiphiles permettant l'installation d'un acide de Lewis dans la sphère de coordination. L'objectif ici est de tirer profit de la proximité de l'accepteur pour exalter la réactivité de l'or et réaliser des transformations initialement défavorables. Le premier chapitre aborde de manière très générale l'état de l'art de la chimie organométallique de l'or. Une attention particulière est portée aux limitations générées par une difficulté intrinsèque de ce métal à accéder à de hauts degrés d'oxydations. La coordination des ligands ambiphiles sur l'or y est introduite dans un second temps. La relation entre les divers modes de coordinations adoptés et la réactivité des complexes résultant a été mise en avant. Le deuxième chapitre est consacré à la synthèse de nouveaux complexes d'or PB-Au(I)-R comportant un co-ligand organique. Ces derniers ont été obtenu depuis des précurseurs aryle, méthyle et trifluorométhyle d'Au(I) par coordination d'une phosphine borane récemment décrite par l'équipe et présentant un fragment borane hautement acide de Lewis. La présence d'une interaction datives de l'or vers le bore a pu être établi. L'évaluation de la force de l'interaction Au→B a notamment permis de discuter le caractère sigma-accepteur du nouveau ligand. L'addition oxydante de divers électrophiles a ensuite été étudiée. Lors l'exploration de la réactivité des complexes PB-Au(I)-R (R = vinyle, acétylènyle), une réaction de 1,1-phosphaboration stéréo- et régiosélective du groupement insaturé a été découverte et fera l'objet d'un troisième chapitre. Des complexes zwittérioniques issus de l'abstraction du groupement organique de l'or vers le bore ont été identifiés comme intermédiaire clé de la transformation. Le mécanisme de la réaction a fait l'objet d'une étude expérimentale et théorique mettant en évidence une action concertée du bore et de l'or. Enfin, il a été démontré dans un dernier chapitre que la coordination des mono-phosphines boranes sur les complexes d'Au(III) favorise grandement l'élimination réductrice C(sp3)-C(sp3) connue pour être difficile. Des études cinétiques montrent un impact de la présence de l'acide de Lewis. L'étude par DFT du mécanisme soutient la participation du borane des ligands ambiphiles.The present work is dedicated to the study of metal/Lewis cooperativity. Over years gold has proven its reluctance to undergo elementary steps classicaly disclosed in the coordination chemistry of transition metals. The initial concept behind this research project consist in the installation of a Lewis acid in the first coordination sphere through the coordination of ambiphilic ligands. The ultimate objective is to take full advantage of the assistance provided by the acceptor to extol the reactivity at gold and achieve challenging transformations. The introductive chapter delivers a bibliographic overview of the organometallic chemistry encountered with gold. A peculiar interest is paid to the limitations araising from an intrinsic difficulty to access high oxidation state. The coordination chemistry of ambiphilic ligands is subsequently introduced. The relation between the coordination mode of the ligand and the reactivity of the ensuing complexe is highlighted. To support this research a new mono-ortho-phenylene-phosphinoborane bearing an extremely Lewis acidic boron has been developed. The second chapter brings forward the synthesis of neutral species by coordination of the ambiphilic ligand on gold(I) aryl, methyl and trifluoromethyl complexes. The presence in those species of a gold to boron dative interaction (Z interaction) allowed to assess and discuss the sigma-acceptor ability of the new ligand. Then their reactivity towards oxidative addition has been studied. The third chapter results from a serendipitous discovery made over attemts to generalize the former reactivity. The phosphine borane was found to react with gold(I) alkynyl and alkenyl complexes. via a stereo and regioselective 1,1-phosphaboration process. Zwitterionic complexes stemming from a migration of the organic fragment from the gold to the boron have been authenticated as key intermédiates. Kinetic and DFT investigations suggest a stepwise pathway including the decoordination of the phosphine followed by the anti nucleophilic attack to the unsaturated bond henceforth activated by gold. The boron center acts as a relay and tether for the organic moiety.
The last chapter is devoted to the Au(III)/Au(I) reductive elimination. The complexation of a mono-ortho-phenylene-phosphinoborane has shown to foster the challenging C(sp3)-C(sp3) reductive coupling. Kinetic studies emphasised a strong impact of the ligand's Lewis acidity supporting the participation of the acceptor in the mechanism. DFT calculations were performed to elucidate the mechanism and shed light onto a gold/Lewis acid cooperativity
Évolution de l'alimentation et de l'économie chez les Iakoutes du XVIIe au début du XXe siècle : confrontations des données biologiques et culturelles
Get PDFSituée à l'interface de la biologie et des sciences humaines, l'anthropologie de l'alimentation est un domaine privilégié de l'étude des sociétés anciennes. Restituer l'alimentation du passé dans toute sa complexité et diversité ne peut se faire que grâce au croisement des diverses sources disponibles. Traditionnellement, l'alimentation des populations passées est étudiée par les historiens (sources écrites) et les archéologues (sources matérielles), mais aujourd'hui, le développement des techniques d'analyses biologiques des échantillons humains offre de nouvelles façons d'aborder cette problématique. Nous avons choisi le cas d'étude de la Iakoutie, l'abondance de données historiques et ethnographiques fournissant un cadre contextuel solide, et des tombes découvertes dans le pergélisol permettant l'accès non seulement au mobilier et aux repas funéraires, mais aussi à des échantillons biologiques très bien conservés. L'étude de l'alimentation des Iakoutes, éleveurs de chevaux et de bovins, s'inscrit dans l'histoire de la colonisation européenne et illustre donc la transition d'un mode de vie traditionnel vers un mode de vie dominé par l'économie de marché, et ce dans un environnement particulier où la température peut atteindre -71°C en hiver. Le territoire, étalé sur trois millions de km2, englobe des biotopes variés avec des vallées et des lacs riches en pâturages en Iakoutie Centrale et en Viliouï, et des régions montagneuses moins propices à l'élevage dans le Nord, où la chasse est toujours restée une source importante de l'alimentation. Nos objectifs sont de reconstituer l'évolution de l'alimentation des Iakoutes et de déterminer ses particularités régionales ainsi que celles de ses catégories sociales (telles que déterminées par le mobilier retrouvé dans les tombes) et sexuelles. Pour atteindre ces objectifs, nous avons confronté les données de plusieurs sources :
1. La synthèse des sources historiques, de documents de l'administration russe - dont certains inédits -, ainsi que de récits de voyageurs et de descriptions ethnographiques du XVIIe au début du XXe siècle, qui attestent que l'alimentation des Iakoutes est basée principalement sur les produits d'élevage de chevaux et de bovins, la chasse, la pêche et la cueillette servant de source de nourriture d'appoint suivant les régions. Ils témoignent de la multiplicité de produits laitiers et de la consommation de divers végétaux. Une transformation profonde de la société après l'arrivée des Russes est due à la sédentarisation des Iakoutes qui a mené au développement de l'élevage de bovins et la réduction du nombre de chevaux. Le commerce a introduit de nouveaux aliments. Enfin, l'agriculture instaurée par les Russes remplace progressivement la cueillette et la préparation du cambium des arbres, utilisé jusqu'alors comme farine. 2. L'étude du mobilier archéologique (restes alimentaires, leurs contenants et accessoires à fumer) déposé dans plus de
150 tombes couvrant une période courant du XVe au début du XIXe siècle souligne le rôle important des offrandes alimentaires (viande et produit laitier) dans le rite funéraire avant la christianisation en masse au XIXe siècle. 3. L'analyse des isotopes stables de carbone et d'azote sur le collagène osseux de 61 sujets inhumés et de 19 échantillons fauniques (dont 11 archéologiques et 8 modernes) distingue les consommations carnée ou piscivore. Elle révèle la diversité de l'alimentation en fonction des régions géographiques et montre une alimentation stable chez les riches Iakoutes. 4. Les recherches des substances de dégradations des produits toxiques dans les cheveux de 47 défunts témoignent de la consommation occasionnelle de thé et de tabac par les Iakoutes dès la fin du XVIIe siècle. L'approche interdisciplinaire de cette étude a permis de produire de nouvelles données et de poser un regard différent sur l'histoire de l'alimentation des Iakoutes. À travers les pratiques alimentaires, elle aide à appréhender le fonctionnement de la société postcoloniale et l'adaptation de la population locale aux nouveaux enjeux environnementaux. Dans ce sens, nous considérons la nourriture comme révélatrice de son époque.Situated at the interface of biology and the humanities, the anthropology of food is a privileged field for the study of ancient societies. Reconstructing the food of the past in all its complexity and diversity can only be achieved by combining the various available sources. Traditionally, the diet of past populations has been studied by historians (written sources) and archaeologists (material sources), but today the development of techniques of biological analysis on human samples offers new ways of tackling this issue. We have chosen the case study of Yakutia, as the abundance of historical and ethnographic data provide a solid contextual framework, and tombs discovered in the permafrost allow access not only to artefacts and funeral meals, but also to very well preserved biological samples. The study of the diet of the Yakuts, who are traditionally horse and cattle breeders, is part of European colonial history and therefore illustrates the transition from a traditional way of life to one dominated by a market economy, in a particular environment where the temperature can reach -71° C in winter. The territory of Yakutia, spread over three million square kilometers, includes various biotopes with valleys and lakes rich in pastures in Central Yakutia and Viluy, and mountainous regions in the North less favourable for breeding, where hunting has always remained an important food source. Our objective is to reconstruct the evolution of the Yakut diet, and to determine its regional particularities as well as those of its social (as determined by artefacts found in the tombs) and sexual categories. To achieve these objectives, we compared data from several sources: 1. The synthesis of historical sources, documents of Russian administration -- some of them unpublished --, as well as ethnographic descriptions from the 17th century to the beginning of the 20th century, which attest that the diet of the Yakuts was mainly based on the products of horse and cattle breeding, while hunting, fishing, and gathering served as a source of supplementary food, in a variable way depending on the region. They attest to the diversity of dairy products and the consumption of various plants. A profound transformation of society after the arrival of the Russians is due to the sedentarization of the Yakuts, with the development of cattle breeding and a decline in the number of horses. Trade also introduced new products. Finally, the agriculture instituted by the Russians gradually replaced the gathering and preparation of the cambium of trees, used until then as flour. 2. The study of archaeological artefacts (food remains, dishes and smoking accessories), deposited in more than 150 tombs during the period extending from the 15th century to the beginning of the 19th century, highlights the important role of food offerings (meat and dairy products) in funeral rites prior to mass Christianization in the 19th century. 3. The analysis of stable isotopes of carbon and nitrogen on the bone collagen of 61 buried subjects and 19 fauna samples (including 11 archaeological and 8 modern) distinguishes meat and fish consumption. It reveals differences of diet by geographic region, and a stable diet among the wealthier Yakuts. 4. Research on substances resulting from the degradation of toxic products in the hair of 47 buried subjects attests to the occasional consumption of tea and tobacco by Yakuts from the end of the 17th century. The interdisciplinary approach in this study has allowed us to produce new data and to suggest a different point of view on the evolution of food among the Yakuts. Through food practices, we better understand the functioning of postcolonial society and the adaptation of the local population to new environmental challenges. In this sense, we consider food as revealing of its time
Fonction d'une sous-unité du complexe médiateur dans la compétition et la prolifération cellulaire chez la drosophile
No full textLe développement d'un organisme nécessite une régulation fine l'expression des gènes, afin qu'ils ne soient exprimés que dans les bonnes cellules et au bon moment. Une meilleure compréhension de cette régulation est capitale puisque leur
dérégulation mène à de nombreuses maladies, notamment aux cancers. La régulation de l'expression des gènes a lieu en grande partie lors de leur transcription en ARN, qui implique de nombreux acteurs, dont le complexe Médiateur (MED). Ce complexe évolutivement conservé de 25 à 30 sous-unités permet de relier les facteurs de transcription spécifiques (FT) liés aux enhancers des gènes à la machinerie de transcription contenant l'ARN polymérase II (PolII). Ces dernières années, plusieurs sous-unités du MED ont été reliées au développement de tumeurs. C'est le cas de Med19 aussi appelée Lung Cancer Metastasis-Related protein 1 (LCMR1) chez l'Homme, qui est systématiquement surexprimée dans une majorité de cancers. La diminution de la croissance tumorale observée en perte de fonction pour Med19 fait de cette protéine une cible thérapeutique potentielle. Cependant, l'absence de mutations perte de fonction connues pour Med19 chez les mammifères, a jusqu'à présent empêché
d'accéder à son mode d'action, et de déterminer si sa surexpression est une cause ou une conséquence de l'état tumoral des cellules. Le premier mutant métazoaire de Med19 a été isolé au laboratoire chez la Drosophile, organisme modèle offrant des outils génétiques puissants (Boube et al 2014). Ma thèse a été consacrée à l'étude fonctionnelle et structurale de cette sous-unité MED chez la Drosophile dans les processus de prolifération et de différentiation des tissus. Dans un contexte où il avait été montré que Med19 sert de cofacteur au Facteurs de transcription de la famille HOX, nous avons établi au cours de ma thèse que Med19 collabore également avec Med1 au cours de l'hématopoïèse et de la formation du thorax pour réguler l'activité des facteurs de transcription de la famille GATA (Immarigeon et al. 2019, Immarigeon et al. 2020) Des interactions directes entre Med19 et les facteurs GATA, indiquent un rôle de cofacteur spécifique pour Med19 qui permettrait ainsi le recrutement du MED et de la PolII au niveau de leurs gènes cibles. L'équipe a montré que Med19 est requise ou pas
pour la viabilité cellulaire en fonction du contexte tissulaire suggérant un rôle de Med19 dans la compétition cellulaire. Ce processus naturel de communication cellulaire permet l'élimination des cellules malades par les cellules saines environnantes. L'analyse des cellules mutantes pour Med19 m'a permis de confirmer qu'elles sont éliminées par compétition cellulaire. En effet, les cellules Med19-/- meurent par apoptose, expriment le marqueur de compétition cellulaire Azot et sont sauvées lorsque l'on bloque le mécanisme de compétition. Nos données indiquent également que Med19 joue un rôle plus général dans la prolifération, l'apoptose et la régulation du proto-oncogène Myc. Une expérience de RNA-seq en condition de perte de fonction pour Med19 in vivo implique Med19 dans la réparation des dommages à l'ADN, ainsi que dans la réponse au stress oxydatif. Par ailleurs, une analyse structure-fonction de la protéine Med19, m'a permis d'identifier son domaine conservé CORE comme étant celui requis pour les fonctions de Med19 dans la prolifération et la survie cellulaire. Mes travaux combinant des approches expérimentales multidisciplinaires révèlent de nouvelles fonctions de Med19 dans le contrôle de la prolifération, la compétition, la survie des cellules, ainsi que dans la réponse au stress oxydatif et aux dommages à
l'ADN. Par ailleurs, le lien que j'ai établi entre Med19 et le processus de compétition cellulaire ouvre de nouvelles
pistes dans la compréhension du rôle de Med19 dans le développement des cancers puisqu'il a été proposé que les cellules cancéreuses utilisent la compétition cellulaire de manière précoce pour envahir les tissus sains lors de la formation de tumeur.Proper development of a living organism requires fine regulation of gene expression, in order to insure that genes are expressed in the appropriate cells and at the proper time point. Dysregulation of gene expression leads to many human diseases, notably cancer. Regulation of gene expression occurs in large part during transcription of genes into RNA. This process requires many proteins, including the Mediator Complex (MED). This evolutionarily-conserved 25-30 multi-subunit complex acts as a bridge between DNA-linked transcription factors (TFs) and the transcription machinery including RNA polymerase II (Pol II). During the past few years, many MED subunits have been linked to tumour development. For example, Med19, also known as Lung Cancer Metastasis-related Protein 1 (LCMR1) in human, is overexpressed in a majority of cancer types, correlating with poor prognosis. Reduced tumour growth was observed under Med19 depletion in xenografts, making Med19
a potential therapeutic target. However, the lack of Med19 loss-of-function mutants in mammals impedes further analysis of Med19 mode of action and determining whether Med19 overexpression is a cause or consequence of tumorigenesis. In the lab, we isolated the first metazoan mutant for Med19 in the Drosophila model, that offers a large genetic and molecular toolbox. My PhD project focused on the functional and molecular analysis of the Drosophila Med19 Mediator subunit during proliferation and differentiation processes. Our group has already shown that a Med19 cofactor plays a role with transcription factors of the HOX family. During my PhD, we found that during haematopoiesis and thorax formation, Med19 is required, in collaboration with the Med1 subunit, for the target gene expression of another TF family, the GATA-type TFs (Immarigeon et al. 2019, Immarigeon et al. 2020). Direct interactions between Med19 and GATA TFs indicate that Med19 plays a role as a specific
cofactor, allowing MED and Pol II recruitment to GATA target genes. In the group, Med19 has been shown to be required for
cell viability depending on the tissular context, suggesting a Med19 function in "cell competition". This natural process of cell-cell communication allows elimination and replacement of unfit cells by their neighbouring better-fit cells. My analysis of Med19 mutant cell behaviour confirms its involvement in cell competition processes. Indeed, Med19-/- loser cells die through apoptosis, express the competition marker Azot, and are rescued by blocking competition mechanisms. Our data also demonstrate a more general role for Med19 in proliferation, apoptosis and in the regulation of the Myc proto-oncogene. Finally, RNA-Seq analysis of imaginal discs bearing Med19 partial loss of function reveals a Med19 involvement in DNA damage and oxidative stress responses. Taking together, our data explain the elimination of Med19 mutant clones by cell
competition. Furthermore, structure-function analysis of Med19 protein demonstrates the implication of the evolutionarily conserved CORE domain of Med19 in proliferation and apoptosis. We show that this domain is also required for Med19 integration into the MED complex. This project resulting from multiple experimental approaches reveals new functions of Med19 in cell competition, proliferation and survival that can be explained, at least in part by its involvement in oxidative stress and DNA Damage response. In addition, Med19 involvement in cell competition opens new insights for a better understanding of the link between the Med19 human counterpart and tumour development. Hence, it has been proposed that cancer cells have coopted cell competition in the early stages of healthy tissue invasion. This work thus paves the way for Med19 use as an early tumor marker as well as a new therapeutic target
Utilisation de la terre renforcée par des tiges de paille de riz comme matériau des éléments porteurs des bâtiments armés avec le rônier
Get PDFLes matériaux en terre crue sont utilisés dans le bâtiment depuis des millénaires et ceci dans tous les pays du monde. Ils se sont adaptés à l'évolution de la construction et à ses impératifs. Ils demeurent des matériaux à faible impact environnemental. Pour de multiples raisons, le matériau terre a connu un regain d'intérêt dans le contexte international actuel et ce développement est accompagné par un perfectionnement et une modernisation du procédé. Le Bénin dans son rapport de 2008 intitulé "Stratégie d'opérationnalisation et déclinaison en plans d'investissements sectoriels de la vision Bénin 2025", a prévu une intégration verticale d'une grappe BTP développant les matériaux locaux de construction. Cette politique vise la construction des logements confortables, modernes et à moindre coût par la valorisation des matériaux locaux de construction dont la terre. L'objectif de cette étude est de développer un principe constructif de plancher à poutrelles et entrevous en terre crue pour la construction de logements sociaux modernes. Les entrevous et le béton des poutrelles sont en composite terre, tiges de paille de riz et décoction de néré. Les armatures des poutrelles sont le rônier ou le pin. Un premier travail a consisté à stabiliser la terre par les tiges de paille de riz et de la décoction de néré (Parkia Biglobosa). La terre utilisée pour la formulation du composite est sablo-argileuse. Les proportions de tiges de paille de riz utilisées ont varié de 0 à 4% et la proportion de décoction de néré de 0 à 12%. L'analyse de la résistance en compression du composite a montré que cette dernière augmente avec l'ajout des tiges de paille de riz. Par contre, la décoction de néré à elle seule n'améliore pas la résistance en compression. La combinaison des tiges de paille de riz et la décoction de néré améliore la résistance en compression à partir de 6% de décoction ajoutée. L'étude de la durabilité du matériau composite retenu (2% de paille et 6% de décoction de néré) montre que le composite a une meilleure tenue dans le temps. Deux types d'entrevous (entrevous de 40 cm et de 50 cm) ont été confectionnés avec ce mélange et les entrevous obtenus peuvent être classés comme semi-résistants selon la norme EN 15037-3+A1. L'étude de l'adhérence bois/terre a été réalisée sur des éprouvettes cubiques constituée chacune d'une armature de bois noyée. Cette étude a montré que l'anatomie du rônier conduit à une bonne adhérence avec la matrice argileuse comparativement au bois pin et que les trous façonnés sur le bois pin augmente significativement la contrainte d'adhérence. La flexion 4 points a été réalisée sur différentes poutres. Dans cette partie de notre étude, la décoction de néré a été substituée par l'hexamétaphosphate de sodium (HMP). Il a été observé que l'HMP a un effet positif sur la résistance en flexion du béton de terre et la résistance en flexion des poutres augmente avec l'ajout d'armatures en pin ou en rônier. Les résultats ont également montré que la bonne adhérence des armatures à la matrice argileuse conduit à l'amélioration des résistances en flexion des poutres.Raw earth materials have been used in construction for thousands of years in all countries of the world. They have adapted to the evolution of construction and its requirements. They remain low environmental impact materials. For a variety of reasons, the earth material knows today a renew interest in the current international context and this development is accompanied by an improvement and modernisation of the process. Benin in its 2008 report entitled "Strategy for the operationalisation of the Benin 2025 vision and its translation into sectoral investment plans", envisaged the vertical integration of a construction cluster developing local building materials. This policy aims to build comfortable, modern and low-cost housing for the population by using local building materials, including earth. The objective of this study is to develop a constructive principle of floor beams and raw earth hollow blocks for the construction of modern social housing. The hollow blocks and the concrete of the beams are manufactured using a composite of earth, stalks of rice's straw and "néré" decoction. The reinforcement of the beams is made of roast wood or pine. The first step was to stabilise the soil with stalks of rice's straw and "néré decoction" (Parkia Biglobosa). The soil used for the formulation of the composite is sandy-clay. The stalks of rice's straw were varied from 0 to 4% and the "nere" decoction was varied from 0 to 12%. The analysis of the compressive strength of the composite showed that it increased with the addition of stalks of rice's straw. However, the decoction itself alone did not improve the compressive strength. The combination of stalks of rice's straw and decoction improves the compressive strength from 6% added decoction. The study of the durability of the composite material optimised (2% straw and 6% decoction) shows that the composite has a better behaviour in time. Two types of hollow blocks were manufactured with the optimised composite, namely 40 cm and 50 cm, and all the hollow blocks obtained could be classed as semi-resistant according to EN 15037-3+A1. The study of wood/earth adhesion was carried out on cubic test specimens, each consisting of an embedded wood reinforcement. This study showed that the anatomy of the roast wood allows its good adhesion to the clay matrix compared to pine wood and that the holes shaped on the pine wood increase its adhesion stress.
The 4-point bending was performed on differents beams. In this part of our study, decoction was substituted by sodium hexametaphosphate (HMP). It was observed that HMP has a positive effect on the bending strength of earth concrete. Moreover, the bending strength of the beams increased with the addition of pine or roast wood reinforcements. The results also showed that the good adhesion of the reinforcement to the clay matrix leads to the improvement of the bending strength of the beams
Identification et caractérisation de métabolites lipidiques bactériens impliqués dans l'homéostasie intestinale
Get PDFPar sa contribution à l'ensemble des grandes fonctions de l'organisme, le microbiote intestinal possède un rôle essentiel dans la physiologie et la pathologie de son hôte. Un microbiote est caractérisé par son répertoire de gènes exprimés et, plus important encore, par les métabolites qu'il sécrète. De nombreuses études ont déterminé la composition taxonomique du microbiote, mais peu en ont caractérisé les gènes actifs, les protéines ou les métabolites, ce qui pourrait être plus pertinent. En effet, la composition taxonomique du microbiote humain varie énormément d'un individu à l'autre, tandis que sa composition génétique ou sa capacité fonctionnelle est très conservée. La capacité fonctionnelle du microbiote est redondante et capitale pour maintenir sa stabilité et sa résilience. A la notion de redondance fonctionnelle est associée l'idée que, jusqu'à un certain point, les espèces sont substituables d'un microbiote à l'autre en termes de fonctionnalité. Il est donc majeur d'identifier les métabolites du microbiote intestinal et de déterminer leur effet sur l'hôte. Les travaux présentés dans cette thèse sont focalisés sur la caractérisation de métabolites lipidiques produits par les bactéries intestinales afin d'étudier les interactions entre le microbiote intestinal et son hôte. Pour notre premier projet, nous nous sommes intéressés à une souche d'Escherichia coli, E. coli Nissle 1917 (EcN), indiquée comme probiotique dans les phases de rémission de la rectocolite hémorragique. Nous avons quantifié une augmentation de la concentration d'un acide gras ß-hydroxylé, le C18-3OH, produit par EcN par rapport à des E. coli commensales ou pathogènes. Nous avons donc testé les propriétés anti-inflammatoires de ce lipide dans un modèle murin de colite induit par le DSS. Le C18-3OH diminuait la sévérité de l'inflammation en se liant au récepteur nucléaire PPARgamma. L'utilisation d'un prébiotique (fructo-oligosaccharide) ayant une activité anti-inflammatoire, nous a permis de démontrer qu'une autre bactérie du microbiote intestinal, Holdemanella biformis, était également capable de produire de grande quantité de C18-3OH. Le microbiote joue un rôle critique dans la maturation et le développement, notamment intestinal, de son hôte. Par exemple, chez la souris, une modification du microbiote, ou dysbiose, induite par des antibiotiques lors du sevrage augmente l'intensité de l'inflammation dans un modèle de colite. Le microbiote étant extrêmement sensible à son environnement, le stress, qu'il soit subit en prénatal, post natal ou à l'âge adulte, modifie sa composition. Néanmoins, le lien de causalité entre le stress prénatal, la dysbiose du microbiote intestinal et les troubles fonctionnels digestifs n'a jamais été établi. Dans un modèle murin de stress prénatal (SP), nous avons montré que la descendance adulte mâle et femelle développait une hypersensibilité viscérale associée à une dysbiose du microbiote intestinal et une absence d'inflammation macroscopique, trois caractéristiques du syndrome de l'intestin irritable. Comme l'abondance de Ligilactobacillus murinus/animalis était inversement corrélée à l'hypersensibilité viscérale, nous avons étudié les lipides produits par cette bactérie et identifié un lipopeptide, le C14AsnGABA. L'administration intra-colique de cette molécule restaurait une normo-sensibilité viscérale chez les souris SP. Ces deux projets nous ont permis d'identifier des lipides ayant des propriétés anti- inflammatoires ou analgésiques produits par des bactéries présentes dans le microbiote intestinal. Ces molécules pourraient jouer un rôle dans l'interaction entre le microbiote et son hôte.By contributing to all of the major functions of the body, the gut microbiota has an essential role in the host physiopathology. Microbiotas are characterised by their expressed genes repertoire, and even more importantly, by the metabolites they secrete. Numerous studies have analysed the taxonomic composition of the gut microbiota, but few have characterized its active genes or its secreted metabolites, which could be more relevant to understand the interplay between the host and the gut bacterial communities. Indeed, the taxonomic composition of the human microbiota varies between individuals, while its genetic combination and its functional capacity are highly conserved. The gut microbiota's functional capacity is redundant and necessary to maintain its stability and resilience. This is associated with the idea that, until a certain point, species can be substituted in terms of functionality. Therefore, it is important to identify microbial metabolites and to determine their effect on the host. The work presented in this manuscript is focused on characterising lipidic metabolites produced by the gut microbiota and their importance in host-microbiota interactions. For our first project, we were interested in Escherichia coli Nissle 1917 (ECN) used to lengthen the remission phases of ulcerative colitis patients. We quantified an increased concentration of a ß-hydroxy fatty acid, the C18-3OH in ECN compared to commensal or pathogenic E. coli. We tested the anti-inflammatory properties of this fatty acid in a murine model of DSS-induced colitis. C18-3OH decreased inflammation severity by the activation of the nuclear receptor PPARgamma. By using a prebiotic (fructooligosaccharide) that has anti-inflammatory properties, we demonstrated that another bacterium from the gut microbiota, Holdemanella biformis, produces large amounts of C18-3OH. The gut microbiota plays a crucial role in host development. For example, in mice, gut microbiota alterations, called dysbiosis, induced by antibiotics at weaning increases inflammation intensity in a colitis model. The microbiota is very sensitive to its environment, and stress, either pre or post-natal, or in adulthood, alters its composition. However, the causal link between prenatal stress, dysbiosis and functional gastrointestinal disorders has not been established. In a murine model of prenatal stress, we showed that the male and female adult offspring developed visceral hypersensitivity associated with gut microbiota dysbiosis and no macroscopic inflammation, three characteristics of irritable bowel syndrome. As the abundance of Ligilactobacillus murinus/animalis was inversely correlated to visceral hypersensitivity, we studied the lipids produced by this bacterium and identified a lipopeptide, the C14asnGABA. The intra-colonic administration of C14AsnGABA restored normo-sensitivity in PS mice. These two projects lead to the identification of two lipids, that have anti-inflammatory or analgesic properties, produced by bacteria of the gut microbiota. These molecules could play a role in the host-gut microbiota interactions
Unification des invariants ADO et Jones colorés pour les noeuds
Get PDFLe but de cette thèse réside dans l'étude et l'unification des invariants ADO et Jones colorés pour les nœuds. Ces derniers sont une famille de polynômes très étudiée et déjà unifiée par Habiro. Ils sont au coeur de multiples constructions (invariants de 3 variétés, TQFT semi simples, ...). Les polynômes ADO, plus récent, présentent un grand intérêt dans l'étude des invariants de 3 variétés et TQFT non semi simples. Ce travail va permettre de construire un invariant unifiant ces deux familles de polynômes dans le cas des noeuds, de montrer qu'elles sont en réalité équivalentes, et permettre de transférer des propriétés connues des polynômes de Jones colorés aux ADO. On peut notamment mettre en lumière des propriétés d'holonomie et de développement en invariants de type fini. On montre d'abord comment construire un élément unifiant les ADO en analysant leurs différences. On a besoin pour cela de complétions d'anneaux à la Habiro afin de permettre une évaluation aux racines de l'unité. Ensuite, il faut montrer que c'est un invariant de nœuds, pour cela, il suffit d'utiliser l'invariant universel quantique et un module de Verma. On peut alors faire le parallèle puis s'appuyer sur les travaux d'Habiro afin de montrer que ce nouvel invariant unifie aussi les polynômes de Jones colorés. De manière plus forte, on peut alors montrer que l'invariant unifié est déterminé par les polynômes de Jones. Cette unicité va nous permettre de déduire tout un tas de propriétés sur les polynômes ADO.
Une première propriété va être l'holonomie des ADO, c'est à dire l'existence d'un polynôme d'opérateur, le A polynôme quantique, annulant chaque polynôme ADO. Une autre propriété intéressante est le développement en série dont les coefficients sont des invariants de types finis topologiques. Enfin, l'approche par les représentations de tresses va permettre d'ouvrir la voie à une interprétation homologique des invariants. Le cas des entrelacs sera abordé afin de montrer les difficultés de l'unification et les résultats partiels obtenus.The goal of this thesis is the study and unification of the ADO and colored Jones knot invariants. The latter is a family of polynomials deeply studied and already unified by Habiro. They are at the core of several constructions (3 manifolds invariants, semi simple TQFT, ...). The ADO polynomials are more recent and are of interest in the study of non semi simple 3 manifold invariants and TQFT. This work will allow us to construct an invariant unifying both families, to show that those two are in fact equivalent, and transfer some known properties of the colored Jones polynomials to the ADO. In particular, we will present some holonomic properties and finite type invariant expansion. We first show how to build an element unifying the ADO polynomials by looking up their differences. We need an Habiro type completion ring in order to allow evaluation at roots of unity. Then, we must show that it is a knot invariant. To do so, it suffice to show that we can obtain it from the universal quantum knot invariant and a Verma module. We can then link this work to Habiro's and use this connection in order to show that this new invariant also unify the colored Jones polynomials. Moreover, we can show that the unified invariant is solely determined by the colored Jones polynomials. This uniqueness will allow us to deduce a bunch of properties on the unified and ADO invariants. First, we can show an holonomic property of the ADO, meaning that there is an operator polynomial canceling every ADO polynomial. This polynomial is the quantum A polynomial. Another nice property is the expansion into a series with topological finite type invariant as coefficients. Finally, the braid representation approach will open the path to homological interpretation of the invariants. The link case will also be discussed, shedding some light on the obstructions to such unification, and presenting some partial results
Dissémination des bactéries indicatrices de contamination fécale dans les hydrosystèmes tropicaux : transport et devenir d'Escherichia coli dans le bassin versant du Mékong au Laos
Get PDFLa contamination fécale des eaux de surface demeure une menace majeure pour la santé publique, en particulier dans les zones rurales des pays en développement. Les maladies diarrhéiques sont l'une des principales causes de décès notamment chez les enfants de moins de cinq ans, en raison de manque d'infrastructures sanitaires, et du faible accès aux ressources en eau salubre et aux soins médicaux. Plus de 70 millions de personnes dépendent de ressources en eau non améliorées dans le bassin inférieur du Mékong. Les progrès significatifs réalisés pour mieux comprendre la dynamique de la contamination fécale en milieu tempéré, de nombreuses lacunes subsistent en milieu tropical. Pour réduire la morbidité, il est nécessaire de mieux comprendre la dynamique des pathogènes fécaux surtout dans le contexte de changements globaux (croissance démographique, changements d'usage des terres, barrages hydroélectriques, et changement climatique). L'utilisation d'une approche multidisciplinaire est essentielle pour évaluer les risques contamination fécale à l'interface animal-homme-écosystème. L'objectif principal de la thèse est d'identifier les facteurs clés contrôlant le devenir et transport de la bactérie fécale indicatrice (FBI), Escherichia coli (E. coli), à différentes échelles spatiales des tributaires du Mekong au Laos. Cette thèse présente les résultats basés sur (i) les données in situ collectées dans les principaux tributaires du Mékong au Laos, afin d'identifier les facteurs (hydrologie et utilisation des terres) contrôlant les concentrations d'E. coli à l'échelle du bassin versant ; (ii) une approche expérimentale pour évaluer deux facteurs clés (rayonnement solaire et dépôt de particules en suspension) contrôlant la mortalié/survie d'E. coli dans une zone humide tropicale montagneuse; et (iii) des approches statistiques et de modélisation pour évaluer l'impact d'un barrage hydroélectrique sur la dynamique hydro-sédimentaire et d'E. coli dans un tributaire majeur du Mékong, la Nam Khan, au Laos. Les résultats des campagnes de mesures in situ ont révélé des variabilités saisonnières des concentrations d'E. coli dans les cours d'eau, plus élevées pendant la saison humide, et fortement corrélées aux concentrations en matières en suspension (MES) et aux pourcentages de forêts exploitées à l'échelle du bassin versant. Ces résultats soulignent le rôle des MES en tant que vecteurs pour le transport bactérien, ainsi que l'importance de des usages des terres comme l'un des facteurs clés ayant un impact sur la dissémination d'E. coli à l'échelle du bassin versant dans un contexte tropical érosif. La majorité des tributaires échantillonnés présentaient des concentrations d'E. coli pendant la saison des pluies, dépassant 500 colonies par 100 ml, seuil au-delà duquel l'OMS considère que le risque de maladie gastro-intestinale après une seule exposition est de 10 %. Le rôle des MES a été mis en évidence dans l'approche expérimentale, où les bactéries attachées à des particules étaient prédominantes (91%) et présentaient des taux de mortalité plus faibles que ceux des bactéries sous forme libre. Alors que le processus de dépôt était le principal facteur de réduction du stock d'E. coli dans la colonne d'eau, comparé aux radiations solaires, nous avons constaté que la remise en suspension temporaire des sédiments déposés suggérait un potentiel de survie ou même de croissance d'E. coli dans les sédiments en milieu tropical. Enfin, étant donné l'importance de la dynamique hydro-sédimentaire sur la dissémination bactérienne, nous avons évalué l'impact du barrage, reflété par des diminutions brutales en termes de débit (en moyenne de 42%), et les concentrations en MES et E. coli (en moyenne de 89%) mesurées en aval du barrage. Cette approche fournit de nouvelles preuves de l'atténuation de la contamination bactérienne induite par le barrage. Dans l'ensemble, ces résultats de thèse fournissent de nouvelles informations sur la dynamique des FBI dans le bassin inférieur du Mékong, qui pourraient être utiles dans l'établissement des stratégies efficaces de gestion des ressources en eau.Fecal contamination of surface water remains a major threat to public health especially in the rural areas of developing countries. Diarrheal diseases are a leading cause of death especially among children under age five, due to inadequate sanitation infrastructure, low access to safe water resources, and poor medical care in developing countries. Over 70 million people depend on unimproved water resources in the lower Mekong basin stretching from southern Chinese border to the delta in southern Vietnam. Despite the significant advances made towards a better understanding of the fecal contamination dynamics in temperate regions, yet many knowledge gaps exist in tropical conditions. Reducing the disease burden, requires a better understanding of fecal pathogens dynamics in the context of rapid global changes, e.g. population growth, land use changes, hydropower dam constructions, and climate change. Therefore, the use of a multi-disciplinary approach is essential to adress existing and potential risks of fecal contamination at the animal-human-ecosystems interface. The main objective here was to identify key factors controlling the fate and transport of the fecal indicator bacteria (FIB), Escherichia coli (E. coli), at different spatial scales of major Mekong tributaries in Lao PDR. This research work presents the results from (i) in-situ data collected from major Mekong tributaries from northern to southern Lao PDR aiming to identify main factors (hydrology and land use) controlling the in-stream E. coli concentrations at watershed-scale; (ii) experimental approach to assess two key factors (solar radiation exposition and suspended particles deposition) controlling E. coli decay/survival in a mountainous tropical headwater wetland; and (iii) statistical and modeling approaches to assess the impact of hydropower dam on hydro-sedimentary and E. coli dynamics in a major Mekong tributary, the Nam Khan in northern Lao PDR. Our spatial and temporal monitoring results reported seasonal variabilities of in-stream E. coli concentrations, significantly higher during the wet season, and strongly correlated to total suspended sediment (TSS) concentration, and unstocked forests percentage areas at watershed-scale. These results point out the role of TSS as an important vector for bacterial transport, as well as the importance of land use management as one of major factors affecting E. coli dissemination at watershed-scale in a tropical context prone to soil erosion. The majority of sampled tributaries had E. coli concentrations during the rainy season, exceeding 500 colonies per 100 mL, the threshold above which the WHO considers a 10% risk of gastrointestinal illness after one single exposure. The role of TSS in E. coli dynamics was further highlighted in the experimental approach, where particle-attached E. coli were predominant (91%) and showed lower decay rates as opposed to those of free-living E. coli. While deposition process was the main factor for E. coli stock reduction in the water column as opposed to solar radiation, we found that temporary resuspension of deposited sediments suggested a potential E. coli survival or even a regrowth in the sediment under tropical conditions. At last, given the importance of the hydro-sedimentary dynamics on bacterial dissemination, we assessed the dam impact reflected by abrupt decreases in terms of discharge (by an average of 42%), as well as TSS and E. coli concentrations (by an average of 89% for both) measured downstream of the dam. These statistical and modeling approaches provide new evidence of the attenuation of the bacterial contamination by the dam reservoir. Overall, this thesis work provides new insights on FIB dynamics in a tropical context that could be helpful in establishing effective strategies for water resource management