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Burnout and performance among executives of private companies in the Béjaïa region.
No full textDe nos jours, le travail est de plus en plus perçu comme une expérience ambivalente. D'un côté, il offre à l'individu des opportunités d'épanouissement personnel et de reconnaissance sociale, de l'autre côté, il peut être une source de souffrance tant physique que psychologique, donnant lieu à des phénomènes tels que l'épuisement professionnel, le stress, la fatigue et la dépression. Avec des approches de sociologie du travail et des organisations ainsi que la sociologie de la santé au contexte du management moderne et ses conséquences sur l'individu, cette thèse propose d'analyser les dynamiques organisationnelles qui sous-tendent cette ambivalence dans le contexte contemporain du travail au sein des entreprises privées algériennes. Elle vise à éclairer les mécanismes par lesquels les cadres, soumis à des exigences de performance et de productivité, se montrent flexibles pour parvenir à la réalisation de leurs objectifs.En nous basant sur une approche qualitative comprenant des entretiens semi-directifs avec trente-deux cadres d'entreprises privées de Béjaïa et une observation participante de deux ans, nous avons pu analyser les paradoxes inhérents à la condition des cadres. Ces derniers sont pris entre les impératifs de performance et la pression continue pour exceller et se dépasser au quotidien. Cette thèse s'articule principalement autour de l'idée que, si l'introduction de nouvelles pratiques managériales — comme la numérisation des procédés de travail, plus d'autonomie et la gestion par objectifs — était censée offrir un cadre de travail plus flexible, elle a, en réalité, intensifié le travail et augmenté les tensions parmi les cadres. Ce phénomène se traduit par une surcharge cognitive et émotionnelle qui alimente le stress, la frustration et l'épuisement.L'un des aspects les plus marquants dans les résultats obtenus est la mise en lumière des trajectoires de mobilité géographique des cadres, en particulier vers la France. Ce comportement apparaît comme une stratégie d'adaptation ou de fuite face à un environnement jugé contraignant et incertain en Algérie. À la recherche de meilleures perspectives de carrières dans ce pays d'accueil, les cadres se retrouvent face à une réalité qui s'avère loin des attentes initiales, marquée par le déclassement professionnel et social et la précarité. Le phénomène de l'émigration des cadres algériens, exposé dans le dernier chapitre, a pour but de mettre en exergue une interconnexion entre migration, travail et conditions de travail, et santé mentale.Today, work is increasingly perceived as an ambivalent experience. On the one hand, it offers the individual opportunities for personal fulfillment and social recognition; on the other, it can be a source of both physical and psychological suffering, giving rise to phenomena such as burnout, stress, fatigue and depression. Using approaches from the sociology of work and organizations, as well as the sociology of health in the context of modern management and its consequences on the individual, this thesis proposes to analyze the organizational dynamics underlying this ambivalence in the contemporary context of work within Algerian private companies. It aims to shed light on the mechanisms by which managers, subject to performance and productivity demands, show themselves to be flexible in achieving their objectives.Based on a qualitative approach involving semi-directive interviews with thirty-two executives from private companies in Béjaïa, and two years of participant observation, we were able to analyze the paradoxes inherent in the status of executives. They are caught between the imperatives of performance and the constant pressure to excel and surpass themselves on a daily basis. Once of the most striking aspects of the result. The main thrust of this thesis is that, while the introduction of new managerial practices—such as the digitization of work processes, greater autonomy and management by objectives—was supposed to offer a more flexible working environment, it has, in fact, intensified work and increased tensions among managers. The result is cognitive and emotional overload, fueling stress, frustration and burnout.One of the most striking aspects of the results obtained is that they shed light on executives' geographical mobility trajectories, particularly towards France. This behavior appears to be a strategy of adaptation or escape in the face of an environment deemed too restrictive and uncertain in Algeria. In search of better career prospects in their host country, executives find themselves faced with a reality that is far from their initial expectations, marked by professional and social downgrading and job insecurity. The phenomenon of emigration among Algerian executives, discussed in the final chapter, aims to highlight the interconnection between migration, work and working conditions, and mental health
Méthodes de réseaux de neurones sur graphes pour la classification des formes cliniques de sclérose en plaques et l'estimation du handicap
No full textL’analyse des images médicales constitue une application majeure de l’apprentissage profond basé sur les Réseaux de Neurones Artificiels pouvant apporter une aide considérable aux médecins tant pour le diagnostic que pour le suivi thérapeutique des patients. Plus récemment, les réseaux de neurones de graphes (GNN ont montré des capacités intéressantes pour l’analyse de structures de données non-euclidiennes et de petites bases de données, comme celles utilisées en imagerie médicale. La Sclérose en Plaques (SEP est une maladie inflammatoire chronique et neurodégénérative du système nerveux central, entraînant un handicap physique et/ou cognitif progressif. Les patients atteints de SEP suivent différentes formes cliniques, 85% d’entre eux débutent par une forme rémittente-récurrente, suivie d’une phase progressive secondaire, tandis que 15% présentent d’emblée une forme progressive primaire de la maladie. Bien qu’il n’existe pas de cure pour la SEP, une intervention précoce permet de réduire les symptômes, prévenir les poussées et ainsi améliorer de manière significative la qualité de vie des patients SEP Ainsi, l’identification de la forme clinique et de la progression de la maladie constitue un besoin essentiel en pratique clinique. L’imagerie par résonance magnétique (IRM est un outil d’examen essentiel pour le diagnostic et le suivi des patients SEP. L’IRM est une technique de diagnostic non invasive qui apporte des images anatomiques cérébrales très contrastées et permet ainsi aux médecins de détecter les principaux signes pathologiques, tels que les lésions inflammatoires de la substance blanche et l’atrophie dégénérative de la substance grise (SG, afin de décider des approches thérapeutiques à adopter. Ces processus pathologiques peuvent être modélisés par la théorie des graphes afin de représenter l’organisation cérébrale par la connectivité morphologique, structurelle et/ou fonctionnelle. Dans cette thèse nous avons focalisé sur la caractérisation des processus pathologiques neurodégénératifs des patients SEP, en utilisant des graphes de connectivité morphologique. Ces graphes ont été générés à partir des caractéristiques de l’épaisseur corticale de SG mesurée sur les images T1w-IRM. Le cortex cérébral est ensuite parcellisé en petites régions selon différents atlas, afin de collecter les données d’épaisseur de SG, synthétisées sous forme d’un vecteur de chaque région. L’ensemble de ces données permet de reconstruire les matrices de connectivité morphologique, définies par la similarité entre les vecteurs caractéristiques de l’épaisseur corticale de chaque région. Le réseau de neurones convolutifs sur graphes (GCN peut ensuite être appliqué pour effectuer la classification des différentes formes cliniques de SEP. Étant donné que le sexe et l’âge sont corrélés à la progression de la maladie, nous avons proposé deux méthodes pour examiner l’impact de ces deux facteurs principaux de confusion en incluant ou non ces données démographiques. Ces informations peuvent être soit directement intégrées dans le GCN comme une couche de convolution complémentaire, soit exclues des données initiales du graphe en régressant leur impact. Nous avons étudié également d’autres architectures de GNN, telles que le réseau d’attention sur graphes, qui permet de mettre en valeur de manière adaptative l’importance des voisins des nœuds du graphe. Le réseau isomorphique sur graphes est également appliqué car il met davantage l’accent sur la structure du graphe et est supposé atteindre une expressivité maximale parmi tous les GNN. Ces architectures sont ensuite utilisées pour l’estimation de l’EDSS, le score couramment employé pour évaluer le degré de handicap des patients SEP. Enfin, une étude d’interprétabilité régionale est réalisée sur les données caractéristiques de l’épaisseur corticale afin d’identifier les régions cérébrales jouant un rôle prépondérant dans l’évolution de la SEP et d’évaluer leur concordance avec les observations cliniquesDeep Learning (DL), an important branch of Artificial Intelligence (AI), has recently gained interest with the quick development of computing power of hardware, leading to very large applications in all domains of our society from social networks, autonomous vehicles, to nature language processing. Analysis of medical images constitutes a major application of deep learning based on Artificial Neural Networks (ANN), assisting physicians with accurate diagnosis and disease follow-up. More recently, Graph Neural Networks (GNN) have shown interesting capabilities for analyzing non-Euclidean data structures and small datasets as found in medical imaging. Multiple Sclerosis (MS) is a chronic inflammatory and neurodegenerative disease of the central nervous system leading to progressive physical and/or cognitive disability. MS patients undergo different clinical courses, 85% of them start from relapsing-remitting followed by secondary progressive phases, while 15% of the patients start from the onset by primary progressive phase of the disease. Even though there is no cure for MS, early intervention can reduce symptoms, prevent relapses and hence significantly improve patients’ quality of life. Therefore, identifying the clinical form and the disease progression is a helpful clinical task. Magnetic resonance imaging (MRI) is an essential examination tool for MS patients’ diagnosis and follow-up. MRI is a non-invasive diagnostic technique that provides high-contrast anatomical images of the brain, enabling physicians to detect the main pathological signs such as inflammatory lesions of the white matter (WM) and gray matter (GM) degenerative atrophy and decide on therapeutic approaches. This pathological process can be characterized by models of the brain’s morphological, structural and functional connectivity. In this thesis, we focus our research on characterizing the pathological processes of MS patients, by using the morphological connectivity graphs. Generated from the characteristics of the GM cortical thickness, measured on T1w-MRI images acquired in clinical routine within OFSEP (French Observatory of Multiple Sclerosis), these graphs are obtained after parcellation of the cortical GM into brain regions according to different anatomical atlases. The GM thickness data are then synthesized in the form of a characteristic vector of each region. These data allow the generation of morphological connectivity matrices, defined by calculating the similarity between the feature vectors of GM cortical thickness for each brain region. The Graph Convolutional Network (GCN) can then be applied to classify the different clinical forms of MS. Since gender and age are correlated to the disease progression, we propose two methods to investigate the impact of these two confounding factors by either including or excluding these demographic data. These data can either be directly included in the GCN as a complementary layer of convolution, or removed from the original graph data by regressing out their impact. We also study other GNN architectures such as the graph attention network to enable adaptive focus on the importance of graph nodes’ neighbors. Graph isomorphic network is also applied as it focuses more on graph structure and presumably achieves maximal expressiveness among all GNNs. These GNNs are further applied to Expanded Disease Status Scale (EDSS) estimation, the score used in clinic to evaluate disability of MS patients. Finally, a region interpretability study is conducted on the graph dataset to define the most relevant regions in MS analysis and their alignment with clinical findings
Genomic insights into the patterns and processes of diversification in a genus of temperate butterflies (Nymphalidae : Coenonympha)
No full textLes régions tempérées du monde ont connu de profonds changements de climat, depaysage et des habitats au cours des temps géologiques, influençant les patrons actuelsde biodiversité. Néanmoins, les mécanismes dominants par lesquels les espècesapparaissent et se diversifient dans ces environnements instables restent peu clairs.Dans cette thèse, j’explore les facteurs qui sous-tendent la diversification du genreCoenonympha (Nymphalidae: Satyrinae), un groupe de papillons occupant une grandediversité d’écosystèmes de prairies tempérées à travers l’Holarctique. En particulier,je combine des données génomiques, morphologiques, climatiques et géographiquespour mieux comprendre l’évolution spatio-temporelle de ce groupe.Dans le premier chapitre de ma thèse, j’ai utilisé des jeux de données génomiquesà différentes échelles (génome nucléaire, BUSCO, mitogénome) pour affiner l’histoireévolutive de Coenonympha. Bien qu’un scénario robuste ait été trouvé pour l’évolutiondu genre, les discordances entre gènes restent élevées dans plusieurs régionshistoriquement récalcitrantes de la phylogénie. Dans bon nombre de cas, le conflitentre gènes est probablement dû à des périodes de spéciation rapide (radiations) quiont favorisé la fixation aléatoire des variants ancestraux dans les lignées divergentes(ILS). Cependant, les incongruences observées par rapport aux attendus dans le cadrede l’ILS indiquent que des flux génétiques post-speciation pourraient être impliqués,notamment dans le sous-clade Hero.Le deuxième chapitre explore l’hypothèse selon laquelle le flux de gènesinterspécifique a accompagné la diversification dans le sous-clade Coenonympha Hero.De multiples approches complémentaires ont été utilisées pour détecter et quantifierles signaux des flux de gènes entre les espèces et le long des génomes. L’hybridations’est avérée omniprésente, impliquant presque tous les membres du groupe ets’étendant bien au-delà d’un complexe d’espèces hybrides précédemment décrit.L’analyse des patrons de diversité génétique le long des génomes a révélé un rôlepotentiel de la sélection dans le maintien de la variation introgressée, suggérant quel’hybridation aurait pu jouer un rôle important dans la diversification de ce grouped’espèces.Dans le troisième chapitre, je me suis appuyé sur des phylogénies, des donnéesd’occurrence et des mesures d’ailes pour étudier les patrons de différenciationécologique et phénotypique parmi les espèces de Coenonympha. J’ai observé que ladiversification des espèces dans ce clade était liée aux principales phases de dispersionbiogéographique, mais je n’ai pas pu trouver de preuves robustes de corrélationsentre la spéciation et des changements d’écologie ou de morphologie des espèces.Par conséquent, les analyses de ce chapitre supportent l’idée que la diversificationdes Coenonympha a été plus probablement provoquée par des facteurs géographiquesque par des processus adaptatifs. Cependant, les difficultés rencontrées dans lamodélisation de l’évolution des traits suggèrent que notre compréhension de larelation entre la dynamique écologique et la spéciation dans ce groupe pourrait êtreencore incomplète.Temperate regions of the world have experienced profound changes in climate,landscape, and habitats over geological timescales, undoubtedly influencing thepatterns of temperate biodiversity that we observe in the present. Nonetheless,the dominant mechanisms by which species arise and diversify in these unstableenvironments remain unclear. In this thesis, I shed light on the factors that underliediversification of Coenonympha (Nymphalidae: Satyrinae), a genus of butterfliesthat has proliferated into a broad diversity of temperate grasslands throughout theHolarctic. In particular, I focus on integrating genomic data, occurrence-based climaterecords, and morphological evidence to build a more comprehensive understandingof the spatiotemporal evolution of this group.In the first chapter of my thesis, I used phylogenomic datasets of different sourcesand scales to refine the long-unresolved history of Coenonympha. While a largelyrobust backbone for the genus was found, gene tree incongruence remained elevatedat several historically recalcitrant regions of the phylogeny. Across many of thesepositions, conflict between genes likely stemmed from periods of burst radiationpromoting ILS across the genome. However, departures from patterns of geneincongruence expected under ILS indicated that historical gene flow could have beenoccluding species relationships in a subclade of these butterflies, the Hero group.The second chapter explored the hypothesis that interspecific gene flowaccompanied diversification in the Coenonympha Hero subclade. Multiplecomplementary approaches were used to detect and quantify signals of past geneflow between species and along genomes. Hybridization was found to be pervasive,involving nearly all members of the group and extending well beyond a previouslydetermined complex of interbreeding species. Scanning patterns of genetic diversityalong genomes, a putative role for selection in maintaining the landscape ofintrogressed variation was found, suggesting that hybridization could play animportant role in the diversification of this group of species.In the third chapter, I leveraged phylogenies, occurrence data, and wingmeasurements to examine the patterns of ecological and phenotypic differentiationamong Coenonympha species. I observed that species diversification in this clade wasrelated to major phases of biogeographic dispersal but could not find strong evidenceof correlated shifts in species ecology or morphology. Consequently, the analysesof this chapter support the notion that diversification in Coenonympha was morelikely driven by geographical factors than adaptive processes. However, challengesencountered in the modeling of trait evolution suggest that our understanding of therelationship between ecological dynamics and speciation in this group may remainincomplete
The "Magnificent Losers" of public policy reform : Between market and administration, the permanent revolution of evaluation repertories in France (1990-2024)
No full textDans la continuité des travaux socio-historiques s'attachant à analyser les séquences réformatrices de l’État et ses conséquences sur l'action publique, cette thèse retrace les errements institutionnels de ce qui fût dans les années 1990 l'une des principales cartouches de la modernisation de l'action publique : l'évaluation des politiques publiques. Depuis sa tentative manquée d'institutionnalisation à la fin des années 1990, l'évaluation a poursuivi un développement plus discret, oscillant entre technologie pragmatique de gouvernement et expertise économique, soutenu par des acteurs encourageant son externalisation (universitaires, hackers, consultants).En reconstituant et comparant différentes séquences de développement de l’évaluation au niveau central et décentralisé depuis les années 1990, nous montrons que ce passage de la réforme au marché s'accompagne de la constitution de deux "répertoires d'évaluation" : le répertoire "pluraliste-consultocrate" et le répertoire "scientiste-paragouvernemental". A partir de la reconstitution des trajectoires des acteurs qui les constituent, nous soulignons comment ces répertoires se structurent et se diffusent au sein et en dehors de l'administration, contribuant à (re)activer des idéaux-types de rationalisation concurrents.Alors que les tenants de ces répertoires entendent renouer avec un rôle plus central dans la façon de penser l'action publique et cherchent à basculer du marché à la réforme, nous montrons que les évaluateurs restent au rang "perdants magnifiques". Loin de parvenir à ancrer l'évaluation comme un réflexe de l'administration, les évaluateurs transforment leurs pratiques pour composer avec un recours ponctuel à l'évaluation. Cette révolution permanente et sa cyclicité nous éclaire finalement sur le rôle de l'expertise dans l'action publique et l'érosion de la capacité de l'administration à la produire par elle-même sans dépendre de "prestataires".Ce travail repose sur une immersion de plus de trois années en tant que consultant évaluateur dans une PME du conseil, une série d'entretiens avec des évaluateurs et des agents de l'administration (N= 81), la consultation d’archives ministérielles couvrant la période 2000-2017 (direction générale de la modernisation de l'État, secrétariat général à la modernisation de l'action publique, secrétariat général du gouvernement, secrétariat d’État à la réforme de l’État et à la simplification, services de statistiques ministériels), et la constitution d'une base de données inédite des marchés publics en évaluation entre 2007 et 2023 (n=7438).In line with socio-historical work that seeks to analyze the reforming sequences of the State and its consequences on public action, this thesis traces the institutional errors of what was in the 1990s one of the main cartridges of the modernization of public action: the evaluation of public policies. Since its failed attempt at institutionalization in the late 1990s, evaluation has pursued a more discreet development, oscillating between pragmatic government technology and economic expertise, supported by actors encouraging its outsourcing (academics, hackers, consultants). By reconstructing and comparing different sequences of development of evaluation at the central and decentralized levels since the 1990s, we show that this shift from reform to the market is accompanied by the creation of two "evaluation repertoires": the "pluralist-consultocrat" repertoire and the "scientist-paragovernmental" repertoire. From the reconstruction of the trajectories of the actors who constitute them, we highlight how these repertoires are structured and diffused within and outside the administration, contributing to (re)activating competing ideal types of rationalization.While the proponents of these repertoires intend to reconnect with a more central role in the way of thinking about public action and seek to switch from the market to reform, we show that evaluators remain in the rank of "magnificent losers". Far from managing to anchor evaluation as a reflex of the administration, evaluators transform their practices to deal with an occasional recourse to evaluation. This permanent revolution and its cyclicality finally enlighten us on the role of expertise in public action and the erosion of the capacity of the administration to produce it by itself without depending on "service providers".This work is based on an immersion of more than three years as an evaluator consultant in an SME in the consulting sector, a series of interviews with evaluators and administration agents (N= 81), the consultation of ministerial archives covering the period 2000-2017 (general directorate for the modernization of the State, general secretariat for the modernization of public action, general secretariat of the government, secretariat of State for State reform and simplification, ministerial statistics services), and the creation of a new database of public contracts under evaluation between 2007 and 2023 (n=7438)
Application of causal method for multi-model analysis of atmospheric, oceanic and biogeochemical interactions and their evolution in climate scenarios
No full textLes écosystèmes marins jouent un rôle important dans le système climatique ainsi que pour les activités humaines (e.g. pêche, tourisme). Cependant, les projections de leur dynamique sous changement climatique restent incertaines en raison d'une importante dispersion inter-modèle, particulièrement prononcée dans l'Atlantique Nord Subpolaire, une région caractérisée par d'importantes floraisons phytoplanctoniques.La productivité primaire résulte d'une cascade d'interactions. L'atmosphère influence le mélange vertical et l'advection horizontale, qui altèrent à leur tour la disponibilité en nutriments essentiels à la productivité. Or, chaque modèle diffère par sa conception: sur les choix de grilles, de processus à représenter et de paramétrisation. Après avoir observé la dispersion des projections de la productivité primaire (NPP) en terme de valeurs, une question émerge : la cascade d'interactions est-elle la même dans chaque modèle ? Le rôle du mélange vertical est-il similaire d'un modèle à l'autre ? L'advection horizontale joue-t-elle un rôle émergent sous l'influence du changement climatique ?Cette thèse propose une nouvelle approche basée sur la causalité pour analyser les différences inter-modèles. Après avoir défini un schéma conceptuel regroupant les variables clés pour étudier la variabilité de la NPP, nous appliquons PCMCI+, une méthode d'inférence causale développée récemment, pour analyser les différences de relations causales.L'étude s'est d'abord portée sur des simulations pré-industrielles où nous avons pu observer un consensus des modèles sur le rôle de la profondeur de la couche de mélange hivernale pour la disponibilité des nitrates et de la silice à l'initiation de la floraison. Une plus grande disparité a été observée pour le fer. Le rôle des transports horizontaux de nutriments, est lui beaucoup plus variable. Les liens causaux ont des intensités plus faibles que pour le mélange vertical avec beaucoup de dynamiques spécifiques à chaque modèle. Enfin, la stratification pendant la floraison apparaît également comme un facteur inhibant majeur de la NPP pour 2 modèles sur 5 (IPSL-CM6A-LR, UKESM1-0-LL).Cette première étude a pu mettre en évidence les avantages d'une méthode d'intercomparaison par la causalité, la quantification des liens dans une cascade d'interactions étant un résultat qu'une intercomparaison plus classique (e.g. analyse statistique, visualisation de carte, analyse par corrélation) ne peut fournir. Certaines limitations sont aussi discutées notamment le compromis à trouver sur le nombre de variable. Ne pas mettre trop de variables pour ne pas diminuer les performances de l'algorithme mais ne pas oublier certaines variables clefs.Ensuite, pour analyser l'évolution temporelle des liens, des simulations historiques et trois scénarios climatiques sont étudiés via des fenêtres glissantes de 100 ans . La même méthode est appliquée à la simulation pré-industrielle pour obtenir une distribution de référence des intensités des liens. Cette approche révèle trois types de changements : • Des liens s'intensifiant atteignant des valeurs au-delà de la distribution pré-industrielle. C'est le cas pour le lien nutriments-productivité pour 2 modèles (CanESM5-CanOE, IPSL-CM6A-LR) où la dépendance aux nutriments s'accroit sous les scénarios. • Des liens qui disparaissent ou diminuent en intensité. Par exemple, le modèle CMCC-ESM2 montre une influence décroissante des nutriments sur la productivité. • Des liens émergents sous changement climatique. Le CESM2, initialement sans influence significative de la stratification printanière sur la productivité, a un lien émergent sous changement climatique. Aussi, le transport horizontal émerge dans l'IPSL-CM6A-LR comme facteur compensatoire de la diminution d'influence du mélange vertical.Cette étude ouvre de nombreuses perspectives qui sont discutées dans le chapitre final comme l'évaluation de modèle ou l'application a d'autres schémas conceptuels.Marine ecosystems play a crucial role in the climate system as well as in human activities (e.g., fishing, tourism). However, projections of their dynamics under climate change remain uncertain due to significant inter-model dispersion, particularly pronounced in the Subpolar North Atlantic, a region characterized by substantial phytoplankton blooms.Primary productivity results from a cascade of interactions. The atmosphere influences vertical mixing and horizontal advection, which in turn alter the availability of essential nutrients for productivity. However, each model differs in its design: grid choices, represented processes, and parameterization. After observing the dispersion of primary productivity (NPP) projections in terms of values, a question arises: is the cascade of interactions the same in each model? Is the role of vertical mixing consistent across models? Does horizontal advection play an emerging role under climate change?This thesis proposes a novel causality-based approach to analyze inter-model differences. After defining a conceptual framework grouping key variables to study NPP variability, we apply PCMCI+, a recently developed causal inference method, to analyze differences in causal relationships.The study first focused on pre-industrial simulations, where a model consensus was observed on the role of winter mixed-layer depth in nitrate and silica availability at bloom initiation. Greater disparity was noted for iron. The role of horizontal nutrient transport is much more variable. Causal links have weaker intensities compared to vertical mixing, with many dynamics specific to each model. Finally, stratification during the bloom also appears as a major inhibiting factor for NPP in 2 out of 5 models (IPSL-CM6A-LR, UKESM1-0-LL).This initial study highlights the advantages of a causality-based intercomparison method, as quantifying links within an interaction cascade provides results that a more traditional intercomparison (e.g., statistical analysis, map visualization, correlation analysis) cannot offer. Certain limitations are also discussed, particularly the trade-off in the number of variables: including too many reduces algorithm performance, but omitting key variables can be detrimental.To analyze the temporal evolution of links, historical simulations and three climate scenarios were studied using 100-year sliding windows. The same method was applied to pre-industrial simulations to obtain a reference distribution of link intensities. This approach reveals three types of changes: • Links intensifying beyond the pre-industrial distribution. This is the case for the nutrient-productivity link in 2 models (CanESM5-CanOE, IPSL-CM6A-LR), where nutrient dependence increases under the scenarios. • Links that disappear or decrease in intensity. For example, the CMCC-ESM2 model shows a declining influence of nutrients on productivity. • Links emerging under climate change. In CESM2, which initially showed no significant influence of spring stratification on productivity, a new link emerges under climate change. Similarly, in IPSL-CM6A-LR, horizontal transport emerges as a compensatory factor for the decreasing influence of vertical mixing.This study opens numerous perspectives, discussed in the final chapter, such as model evaluation or application to other conceptual frameworks
Development of a new physicaly based representation of soil-plant-atmosphere continuum including plant hydraulics
No full textLe continuum sol-plante-atmosphère est essentiel aux cycles de l’eau, du carbone et de l’énergie, mais il est fortement perturbé par le changement climatique, affectant ressources en eau et forêts. Pourtant, les représentations classiques de la végétation dans les modèles peinent généralement à représenter le stress hydrique, car elles négligent le rôle du transport hydraulique au sein des plantes. La thèse développe SoVegI, un modèle unidimentionnel du continuum qui simule explicitement et efficacement le transport hydraulique dans la végétation. Cette approche permet de relier directement l’état hydrique des plantes à la régulation stomatique et au prélèvement racinaire, offrant une vision mécaniste du stress hydrique. Validé sur données synthétiques et réelles (site de Hesse, 15 ans), SoVegI démontre sa capacité à représenter les échanges d’eau et de carbone et ouvre des perspectives de modélisation des écosystèmes forestiers en contexte de changement climatique.The soil-plant-atmosphere continuum is essential to the water, carbon, and energy cycles, but it is strongly disrupted by climate change, impacting water resources and forests. However, classical representations of vegetation in models often struggle to capture water stress because they overlook the role of hydraulic transport within plants.This thesis develops SoVegI, a one-dimensional model of the continuum that explicitly and efficiently simulates hydraulic transport in vegetation. This approach directly links the hydraulic status of plants to stomatal regulation and root water uptake, providing a mechanistic understanding of water stress. Validated using synthetic and real-world data (Hesse site, 15 years), SoVegI demonstrates its ability to represent water and carbon exchanges and opens new perspectives for modeling forest ecosystems in the context of climate change
Role of LRRC8/VRAC anion channels in micro-crystals induced joint inflammation
No full textLes arthropathies microcristallines sont un groupe de maladies impliquant des dépôts de microcristaux dans les articulations, entraînant une inflammation articulaire douloureuse. Les dépôts de cristaux de pyrophosphate de calcium (CPP) et d'urate monosodique (MSU) sont respectivement responsables de la chondrocalcinose et de la goutte. Cette réponse inflammatoire est complexe et implique l'activation et la formation de structures intracellulaires spécifiques appelées inflammasomes (la plus étudiée est NLRP3), qui contribuent activement à la maturation et à la production de diverses cytokines (IL-1β, IL-8, TNF…) par les macrophages résidents en réponse aux cristaux. Il a aussi été démontré qu'une solution hypotonique seule induisait la sécrétion d'IL-1β. Dans les cellules de mammifères, le mécanisme bien décrit de diminution du volume régulateur (RVD) contrecarre la diminution de l'osmolarité extracellulaire par un mécanisme compensatoire conduisant à la perte d'ions K+/Cl- et d'eau osmotiquement obligée. Cette perte massive d'ions et d'osmolytes résulte de l'activation simultanée des canaux K+ et des canaux anioniques sensibles au volume (VRAC). Dans ce contexte, au cours de ma thèse, j'ai exploré la contribution du canal anionique osmo-sensible LRRC8/VRAC à l'inflammation induite par les cristaux chez les macrophages.Nous avons constaté que l'activation de l'inflammasome NLRP3 par les cristaux de MSU ou de CPP et la production concomitante d'IL-1β dépendent de la régulation du volume cellulaire via l'activation des canaux anioniques LRRC8 dans les macrophages. L'inhibition pharmacologique et l'ablation génétique de la sous-unité obligatoire LRRC8A préviennent l'activation de l'inflammasome NLRP3 par les cristaux in vitro et dans des modèles murins d'inflammation induite par les cristaux (modèle de poche d'air). Nous avons également montré que l'exposition aux microcristaux induit une libération d'ATP extracellulaire dépendante de LRRC8/VRAC, ciblant spécifiquement les purinocepteurs P2Y2 et P2Y6. L'activation de ces purinocepteurs induit une augmentation de la concentration intracellulaire de calcium, indispensable à l'activation de l'inflammasome NLRP3 et à la libération d'IL-1β. En étudiant les propriétés biophysiques du canal, j'ai montré que LRRC8/VRAC présentait une conductance ATP confirmant son rôle dans l'inflammation induite par les cristaux et très probablement dans d'autres mécanismes cellulaires, ce libération d'ATP conduit à terme à l'activation des voies des récepteurs purinergiques.La goutte, la CC, ainsi que l'arthrose, sont une cause majeure d'invalidité, affectant profondément la vie d'innombrables personnes. Le diagnostic de ces maladies articulaires repose sur une évaluation clinique par les médecins et une analyse du liquide synovial (présence ou absence de cristaux d'urate ou de pyrophosphate). Afin d'améliorer le diagnostic de ces arthropathies, j'ai mesuré la pression osmotique, la composition ionique (Na+, Cl-, K+, urate, phosphate, pyrophosphate, lactate…) et la concentration en IL-1 d'échantillons de liquide synovial de patients souffrant de goutte, de CC et d'arthrose. Nous avons mesuré une pression osmotique du liquide synovial plus faible dans les échantillons de patients souffrants de goutte ou de CC par rapport aux échantillons issus de patients d'arthrosiques, les valeurs mesurées sont inversement corrélées aux concentrations en IL-1β. En résumé, nous avons démontré que les patients diagnostiqués avec des arthropathies à dépôts microcristallins présentent une pression osmotique plus faible, probablement due à des concentrations plus faibles en ions dans le SF, contribuant potentiellement à l'activation du canal osmo-sensible LRRC8/VRAC.Au cours de ma thèse, j'ai découvert une fonction nouvelle et inattendue du canal LRRC8/VRAC, présentant une pertinence pathologique dans le contexte des inflammations articulaire à dépôts microcristallins.Crystal-induced arthropathies are a group of disorders that involve deposition of microcrystals in joints, resulting in articular painful inflammation. Depositions of calcium pyrophosphate (CPP) and monosodium urate (MSU) crystals are responsible for chondrocalcinosis and gout, respectively. This inflammatory response is complex and involves the activation and the formation of specific intracellular structures called inflammasomes (the most studied one is NLRP3) that contributes actively to maturation and production of various cytokines (Il-1β, Il-8, TNF...) by resident macrophages in response to crystals. Hypotonic solution alone has been reported to induce IL-1β secretion. In mammal cells, the well-described regulatory volume decrease (RVD) mechanism counteracts the decrease of extracellular osmolarity by a compensatory mechanism leading to the loss of K+/Cl- ions and osmotically obliged water. This massive loss of ions and osmolytes results from the simultaneous activation of K+ channels and the volume-regulated anion channels (VRACs). In that context, during my thesis, I have explored the contribution of the osmo-sensitive LRRC8/VRAC anion channel in the crystal-mediated inflammation in macrophages.We found that activation of the NLRP3 inflammasome by MSU or CPP crystals and the concomitant production of IL-1β depends on cell volume regulation via activation of LRRC8 anion channels in macrophages. Both pharmacological inhibition and genetic silencing of the mandatory subunit LRRC8A abolished NLRP3 inflammasome activation by crystals in vitro and in mouse models of crystal-induced inflammation (air pouch model). We also showed that micro-crystal exposure induces LRRC8/VRAC-dependent extracellular ATP release targeting specifically P2Y2 and P2Y6 purinoceptors. Activation of these purinoceptors induced an increase of intracellular calcium concentration, which is indispensable for NLRP3 inflammasome activation and IL-1β release. By investigating the biophysical properties of the channel I showed that LRRC8/VRAC exhibited an ATP conductance supporting the role of the channel in crystal-mediated inflammation and most probably in other cellular mechanisms through its ability to trigger ATP release and the activation of purinergic receptor pathways.Gout and CC as well as osteoarthritis (OA) are one major disability reason to the society, profoundly affecting the lives of countless people. Diagnosis of these joint diseases depends on clinical evaluation by doctors and synovial fluid analysis (presence or absence of urate or pyrophosphate crystals). With the idea to improve the diagnosis of these arthropathies, I have measured the osmotic pressure, the ion composition (Na+, Cl-, K+, urate, phosphate, pyrophosphate, lactate…) and the Il-1 concentration of synovial fluids samples from patients suffering from gout, CC and OA. As a result, we measured a lower SF osmotic pressure in gout or CC compared to OA samples that inversely correlates with IL-1β concentration. To summary, we demonstrated that patients diagnosed with crystal-mediated arthropathies exhibit a lower osmotic pressure, probably due to lower SF ions concentrations which potentially contribute to the osmo-sensitive LRRC8/VRAC activation.During my PhD, I uncovered a novel and unexpected function of LRRC8/VRAC channel with a pathological relevance in the context of micro-crystal mediated joint inflammation
Ingénierie de la cornée humaine : une approche de biofabrication
No full textLa cornée est la fenêtre de l’œil, protégeant tout ce qui est essentiel à la vision. Membrane transparente en forme de dôme recouvrant la surface oculaire, elle constitue non seulement une barrière contre les agressions extérieures, mais représente également le principal organe de réfraction de la lumière vers la rétine. La première ligne de défense de la cornée est son épithélium, renouvelé par des cellules souches situées dans le limbe, une zone en anneau entourant la cornée. Ces cellules souches épithéliales limbiques sont donc essentielles à l'intégrité cornéenne et à la vision, résidant dans une niche physiquement protégée, dotée d'une topographie ondulante unique, d'une composition spécifique de matrice extracellulaire et d'un soutien des cellules stromales. Cette thèse illustre comment une reconstruction des éléments structurels constituant la niche limbique permet de reproduire et restaurer la fonction du tissu cornéen in vitro. À cette fin, la biofabrication propose des outils technologiques capables de recréer avec précision des environnements tridimensionnels en déposant de manière contrôlée des biomatériaux selon un design prédéfini, imitant ainsi le tissu natif. La reproduction de cette structure tissulaire constitue la base nécessaire à l'assemblage cellulaire et au déploiement des mécanismes biologiques indispensables à la restauration de la fonction tissulaire. L'étude exploite ainsi un outil encore peu utilisé de biofabrication, la lithographie numérique (Digital Light Processing), et montre qu'elle peut être utilisée sur une composition biochimique de polymères naturels photoréticulables pour produire des échafaudages d'hydrogels présentant une topographie ondulante. Cette structure favorise la stratification et la maturation des cellules épithéliales limbiques, reproduisant ainsi des aspects fondamentaux de l'organisation épithéliale limbique native : présence simultanée de cellules souches basales, production de protéines de la membrane basale et formation de cellules apicales différenciées avec des jonctions serrées. Cette construction biomimétique constitue ainsi une nouvelle approche pour l'ingénierie tissulaire cornéenne, et permet d'obtenir des modèles in vitro à plus forte valeur translationnelle, qui pourrait contribuer à améliorer les résultats cliniques des greffes cornéo-limbiques.The cornea is the window of the eye, safeguarding all that is essential for vision. As a transparent, dome-shaped membrane covering the ocular surface, the cornea not only forms a barrier to external threats, but also constitutes the primary refractive instrument of incoming light onto the retina. The first line of defense in the cornea is the epithelium, which is maintained by stem cells found in the ring-shaped limbus encircling the cornea. These limbal epithelial stem cells are thus crucial for corneal integrity and vision, residing within a physically protected niche of unique undulating topography, extracellular matrix composition, and stromal cell support. This thesis proposes that elucidating the structural elements that make up the limbal niche is essential in recapitulating and restoring corneal tissue function. To this end, Biofabrication focuses on technological tools that can precisely recapitulate three-dimensional environments by controllably depositing biomaterials according to a pre-determined design that can mimic the native tissue. In reproducing the tissue structure, the foundation is laid for cellular assembly to perform the biological mechanisms necessary to restore tissue function. The case is made with an original study demonstrating how a biofabrication tool - Digital Light Processing, can be applied on a biochemical composition of photocurable natural polymers to produce hydrogel scaffolds with an undulating topography that promotes limbal epithelial cell stratification and maturation. This model is shown to mirror critical aspects of native limbal epithelial organization that contribute to limbal function, notably the simultaneous presence of basal stem cells and the formation of extracellular matrix (basement membrane) protein production, as well as apical differentiated cells and tight-junction barrier formation. Hence, this model serves as a paradigm for advanced tissue engineering, and ultimately the presented approach contributes to the generation of biomimetic constructs for in vitro models with higher translational value and improved clinical outcome of corneolimbal grafts
Research and evaluation of leachable substances from peripherally inserted central catheters used in new-borns and premature infants
No full textLes cathéters centraux à insertion périphérique (PICC-lines) sont des dispositifs médicaux d'abord veineux central utilisés pour la prise en charge des nouveau-nés prématurés. Ils peuvent être constitués de silicone ou de polyuréthane thermoplastique (TPU). Ces matériaux sont réputés être biocompatibles au titre de la norme ISO NF EN 10993 appliquée dans le cadre du règlement européen 2017/745, en particulier concernant les substances extractibles et relargables. Cependant, l'évaluation par le fabricant ne prend en compte que la formulation du matériau et pas les substances néoformées ou ajoutées involontairement. De plus, cette évaluation se base sur une notion de seuil en dessous duquel le fabricant n'a pas à justifier l'utilisation de substances carcinogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction (CMR) de classe 1A ou 1B et de perturbateurs endocriniens (PE). Pour ces derniers, des relations effet-dose non monotones existent. Les nouveau-nés prématurés sont particulièrement à risque vis-à-vis de ces substances. L'objectif de ce travail de thèse a donc été d'évaluer les extractibles et relargables des PICC-lines, notamment par comparaison de PICC-lines explantés à des PICC-lines neufs.Dans un premier temps, nous avons développé une méthode d'extraction adaptée au silicone et au TPU. Nous avons sélectionné la macération qui nous a permis de travailler à 37°C, limitant ainsi les risques de dégradation des matériaux et des substances extraites. Les solvants choisis, acétone et hexane, l'ont été pour leur compatibilité avec les deux matériaux. Les principales substances extraites ont été les monomères des deux matériaux, siloxanes pour le silicone, isocyanates et oligomères de polytétraméthylène glycol pour le TPU. Des antioxydants ont également pu être observés, notamment le butylhydroxytoluène (BHT) et l'Irganox® 1010. Nous avons également pu observer une extraction de baryum, issu du sulfate de baryum (BaSO4) présent comme agent radio-opacifiant. En dehors du BHT (PE soupçonné), ces substances ne sont pas listées comme CMR ou PE, mais semblent malgré tout poser des risques pour la santé humaine. À ce stade, deux éléments ressortent pour la méthode développée : l'extraction à partir du TPU ne semble pas complète et la quantité de siloxanes extraite de certains PICC-lines explantés est supérieure à ce qui est extrait du PICC-line neuf.Nous nous sommes ensuite intéressés aux matériaux en eux-mêmes et à l'impact de la méthode d'extraction sur eux. Nous avons pu identifier la nature chimique du TPU et du silicone et mettre en évidence une interaction forte entre l'acétone et le TPU, interaction qui n'a pas pu être mise en évidence avec le silicone et qui explique en partie la difficulté à extraire les produits qu'il contient. Nous avons également pu mettre en évidence les conséquences de l'extraction du BaSO4 sur l'aspect microscopique ainsi que dans le spectre infrarouge. Notre attention a été attirée par l'Irgacure® 184, également susceptible de comporter des risques pour la santé.La dernière partie de ce travail est constituée des premiers résultats de l'étude clinique PICCADJU. Cette étude a été mise en place afin notamment d'évaluer le risque de relargage chez les nouveau-nés prématurés à partir des PICC-lines explantés. De ces premières observations, nous avons pu voir la présence du BHT et que les monomères et l'Irgacure® 184 sont susceptibles d'être relargués des PICC-lines chez les patients. L'étude PICCADJU se poursuivra après la fin de cette thèse afin de recueillir un nombre d'échantillons suffisant pour tirer des conclusions sur l'exposition des nouveau-nés.Peripherally inserted central catheters (PICC-lines) are medical devices used for central venous access in premature neonates. They can be made of silicone or thermoplastic polyurethane (TPU). These materials are considered biocompatible under the ISO NF EN 10993 standard used under European Regulation 2017/745, especially with regard to extractable and leachable substances. However, the manufacturer's assessment may only take into account the formulation of the material and not the non-intentionally added substances or newly formed substances. Furthermore, this assessment is based on a threshold below which the manufacturer does not have to justify the use of class 1A or 1B carcinogenic, mutagenic and toxic to reproduction (CMR) substances and endocrine disrupters (EDs). For these, non-monotonic dose-effect relationships exist. Premature newborns are particularly at risk from these substances. The aim of this thesis work was therefore to evaluate the extractables and leachables from PICC-lines, in particular by comparing explanted PICC-lines with new PICC-lines.Initially, we developed an extraction method adapted to silicone and TPU. We chose maceration, which enabled us to work at 37°C, thus limiting the risks of degradation of the materials and extracted substances. Acetone and hexane were chosen as extraction solvents for their compatibility with the two materials. The main substances extracted were the monomers of the two materials: siloxanes for silicone, isocyanates and polytetramethylene glycol oligomers for TPU. Antioxidants were also observed, in particular butylated hydroxytoluene (BHT) and Irganox® 1010. We were also able to observe the extraction of barium from the barium sulphate (BaSO4) present as a radio-opacifying agent. With the exception of BHT (suspected ED), these substances are not listed as CMR or PE, but nevertheless appear to pose risks to human health. At this stage, two points stand out for the method developed: extraction from TPU does not appear to be complete and the quantity of siloxanes extracted from some explanted PICC-lines is greater than that extracted from new PICC-line.We then looked at the materials themselves and the impact of the extraction method on them. We were able to identify the chemical nature of TPU and silicone and observe a strong interaction between TPU and acetone. We could not observe the same kind of interaction with silicone, which partly explains the difficulty in extracting the products it contains. We were also able to highlight the consequences of the BaSO4 extraction on the microscopic aspect as well as in the infrared spectrum. Our attention was drawn to Irgacure® 184, which is also possibly associated with health risks.The final part of this work consisted of the initial results of the PICCADJU clinical trial. This study was set up in particular to assess the risk of leaching in premature newborns from explanted PICC-lines. From these initial observations, we saw BHT and that monomers and Irgacure® 184 are likely to leach from PICC-lines to patients. The PICCADJU study will continue after the end of this thesis in order to collect a sufficient number of samples to draw conclusions about the exposure of premature newborns
Elaboration of transition metal nitride and carbide nanomaterials for the energy and the environment.
No full textCes travaux de recherche portent sur la synthèse de carbures et nitrures de molybdène et tantale (Mo₂C, Mo₅N₆ et Ta₃N₅) pour leurs utilisations en tant que catalyseurs ou photocatalyseurs pour la réaction de réduction de l’eau. Cette réaction a lieu à la partie cathodique de la réaction d’électrolyse ou de photolyse de l’eau. Une voie de synthèse originale utilisant les composés à cluster de molybdène et de tantale a été mise en œuvre. L’utilisation de cette famille de précurseurs permet l’obtention de carbures et nitrures de molybdène et tantale nanostructurés. Cette nanostructuration se caractérise par des surfaces spécifiques plus élevées, des tailles de particules plus petites et une porosité de surface plus importante que celles de leurs homologues obtenus par des voies plus classiques. L’influence de cette méthode de synthèse sur les propriétés physico-chimiques impacte l’activité catalytique des carbures et nitrures de molybdène et tantale pour la réaction de réduction de l’eau. Une méthode de synthèse par croissance du carbure Mo₂C sur un feutre de carbone comme support catalytique s’est montrée prometteuse comme cathode pour l’électrolyse de l’eau.This research focuses on the synthesis of molybdenum and tantalum carbides and nitrides (Mo₂C, Mo₅N₆ et Ta₃N₅) for use as catalysts or photocatalysts for the hydrogen evolution reaction. This reaction takes place in the cathodic part of the electrolysis or photolysis reaction of water. An original synthesis route using molybdenum and tantalum cluster compounds has been implemented. The use of this family of precursors enables nanostructured molybdenum and tantalum carbides and nitrides to be obtained. This nanostructuring is characterized by higher specific surface areas, smaller particle sizes and greater surface porosity than their counterparts obtained by more conventional routes. The influence of this synthesis method on physico-chemical properties impacts the catalytic activity of molybdenum and tantalum carbides and nitrides for the hydrogen evolution reaction. A synthesis method involving the growth of Mo₂C carbide on carbon felt as a catalytic support has shown promise as a cathode for water electrolysis