Lors de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à la cognition sociale chez deux espèces d’oiseaux chanteurs, l’étourneau sansonnet (Sturnus vulgaris) et l’étourneau à ailes blanches (Onychognathus nabouroup). La cognition sociale fait référence aux capacités telles que la perception, la catégorisation ou la mémoire qui permettent aux individus d'organiser leurs interactions avec leurs congénères. Ces capacités sont essentielles aux individus puisqu'elles leurs permettent notamment d'être attentifs à leur environnement social et non-social et donc de choisir un partenaire sexuel, d'interagir avec d'autres individus (con- et hétérospécifiques) et de communiquer. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés, chez l’étourneau sansonnet, à l’effet et à l’effet de temps de différentes conditions de vie (captifs en conditions naturalistes, captifs en conditions appauvries) sur les caractéristiques attentionnelles individuelles et avons caractérisé la relation potentiellement existante entre ces caractéristiques attentionnelles et la communication vocale. Pour cela, nous avons enregistré individuellement la communication vocale des étourneaux puis nous avons caractérisé leur attention visuelle grâce à des tests d'attention standardisés où des stimuli visuels ou auditifs, sociaux ou non sociaux leur étaient présentés. Nous avons montré qu’indépendamment de leurs conditions de vie, les individus, en réponse aux stimuli, produisaient plus de coups d’œil (< 1s) que de regards (> 1s) et utilisaient plus leur vision monoculaire que leur vision binoculaire. Les individus élevés dans des conditions appauvries produisaient plus de comportements attentionnels que les individus élevés dans des conditions naturalistes. Nous avons aussi montré que certaines des caractéristiques attentionnelles observées entre et au sein des groupes évoluaient en fonction de la durée d’exposition des oiseaux à leurs conditions de vie respectives. D’autres au contraire, restaient stables. Enfin, il est apparu que les individus élevés dans des conditions naturalistes chantaient plus souvent que ceux élevés dans des conditions appauvries et que les individus ayant un réseau social développé sont également ceux qui sont les plus attentifs Dans un second temps, nous avons développé une méthode nouvelle et originale pour évaluer en milieu naturel et en groupe social, la capacité des oiseaux à discriminer et à catégoriser de manière appropriée les stimuli sociaux / biologiques et non biologiques. Nous avons pour cela étudié en Afrique du Sud une espèce d'oiseau phylogénétiquement apparentée à l'étourneau sansonnet, l'étourneau à ailes pâles, Cette étude a montré que les oiseaux ont accordé plus d'attention aux stimuli d'oiseaux qu’aux stimuli de paysage, aux stimuli non familiers qu’aux stimuli familiers et aux stimuli d’autres espèces d’oiseaux qu’aux stimuli d’étourneaux. Ainsi, la prise en compte des conditions de vie des animaux testés semble primordiale à la réalisation de toutes expériences scientifiques. Celles-ci pouvant en effet influencer les caractéristiques attentionnelles individuelles, caractéristiques qui interviennent dans de nombreux mécanismes (e.x. perception, apprentissage, mémorisation).

Cette thèse explore plusieurs facettes de la reproductibilité de la recherche thérapeutique, en s’intéressant aux initiatives d’ouverture et de partage de données mis en place pour endiguer la « crise de la reproductibilité » que connait la recherche en général et plus particulièrement la recherche biomédicale. Nous nous sommes intéressés aux politiques de partage de données des financeurs, et à l’impact de ces politiques sur la disponibilité, le partage et la réutilisation des données issues d’essais cliniques. Les indicateurs de disponibilité étudiés relèvent que les politiques actuelles sont inefficaces pour garantir un partage effectif des données. Les financeurs devraient adopter une politique plus forte sur le partage de données, incluant des méthodes d’évaluation, pour s’assurer que les objectifs du partage sont atteints, le tout appuyé par des actions concertées et conjointes avec les acteurs de l’écosystème scientifique tels que les chercheurs et le système éditorial scientifique.Nous avons également exploré la reproductibilité en recherche thérapeutique. Les données d’un échantillon aléatoire de 62 essais cliniques ont été demandées via des plateformes de partage puis réanalysées. Nous présentons ici les premiers résultats. Les résultats préliminaires portent sur 21 essais cliniques randomisés, dont la reproductibilité inférentielle a été évaluée. Les critères de jugements ont été reproduit à 85.7%. Les conclusions de cette thèse visent à informer les acteurs de la recherche et à contribuer à l’amélioration des politiques de données ainsi que des pratiques, qui cherchent à faire progresser la recherche thérapeutique vers plus de transparence et une meilleure reproductibilité.

Le développement sexuel repose sur un ensemble de voies de signalisation complexes. Toute perturbation de ces voies peut être responsable de variations du développement sexuel (Differences of Sexual development, DSD), isolée ou syndromique. A ce jour, près de la moitié des patients atteints reste sans diagnostic. L’objectif de ce travail a été d’étudier des foetus porteurs de DSD syndromiques par différentes approches de résolution croissante : caryotype, ACPA (Analyse Chromosomique par Puce à ADN), séquençage haut débit de l’exome en trio, afin d’identifier de nouveau(x) gène(s) ou de nouveau(x) variant(s) responsables de DSD. Dans une cohorte de foetus avec DSD syndromique sans dysgonosomie ou aneuploïdie (chromosomes 13, 18 et 21) au caryotype, l’ACPA a permis un taux diagnostique de 12,2%. Les remaniements chromosomiques de grande taille (>5Mb) représentaient l’étiologie principale du DSD et incluaient des gènes connus pour donner des DSD (DMRT1, NR5A1, NSD2 etc.) mais également des gènes candidats (BARX, CHD4, UBE2S…). Chez les patients sans diagnostic après ces explorations, le séquençage de l’exome en trio a permis d’obtenir un taux diagnostique de 40%. Ces études ont également permis de faire émerger un nouveau variant dans un gène récemment décrit : PBX1:c.320G>A. Pour analyser l’impact de ce variant, un modèle cellulaire knocked-down (KD) pour PBX1 a été généré par technique CRISPRCas9. Ces cellules KD et des cellules sauvages ont été transfectées avec un plasmide codant pour PBX1 sauvage ou mutant. La transfection améliorait la prolifération des deux lignées cellulaires. Le RNA-seq montrait un effet modeste de la protéine mutante sur le transcriptome, néanmoins U2AF1, impliqué dans la machinerie d’épissage, représentait un gène-candidat intéressant pour expliquer le phénotype généré par la protéine PBX1 mutante. Au total, caryotype, ACPA, séquençage de l’exome et modèles cellulaires contribuent à améliorer le diagnostic des patients atteints de DSD.

Au fil des ans, le système sur puce (SoC) a évolué d'un processeur unique dans une puce à plusieurs processeurs dans des puces contenant des milliards de transistors. Avec l'évolution des SoC, de nouveaux sujets de recherche ont vu le jour sur l'interconnexion entre les processeurs d'une puce. Le réseau sur puce (NoC) a été proposé comme solution pour des liaisons de communication plus dynamiques afin de connecter un grand nombre de propriétés intellectuelles (IP). Deuxièmement, pour surmonter les inconvénients du NoC électrique, une liaison de communication optique a été proposée comme solution prometteuse. Ce type de NoC offre une faible latence et une bande passante élevée, mais il souffre d'une faible efficacité énergétique. Dans cette thèse, nous abordons ce sujet et nous visons à développer des techniques pour gérer la consommation d'énergie des lasers. Pour relever ce défi, nous exploitons le concept d'approximation et nous l'appliquons à l'ONoC pour proposer deux types de communications : des communications approximatives et précises. Notre proposition est appliquée aux nombres à virgule flottante (FP) en utilisant des signaux optiques de faible puissance pour LSB, au prix d'un taux d'erreur plus élevé. Ces signaux optiques approximatifs permettent une réduction drastique de la consommation d'énergie du laser. En parallèle, pour assurer la précision de la communication sur les MSB, les niveaux de puissance laser sont maintenus en utilisant des signaux de haute puissance. Les résultats des simulations démontrent qu'une réduction de 42 % de la puissance laser peut être obtenue pour l'application Streamcluster avec une dégradation limitée au niveau de l'application. De plus, nous proposons de gérer les communications en fonction de la distance entre les cœurs source et destination. Cependant, cette gestion sensible à la distance à grain fin pourrait être trop coûteuse, nous proposons donc une technique sensible à la distance à faible surcoût basée sur seulement deux classes de distances Court/Long. Les résultats de notre évaluation montrent une réduction drastique de la puissance laser de 20 %, par exemple pour l'application Streamcluster.

L’ADN est constamment soumis à de nombreux stress, menaçant son intégrité et, par conséquent, le bon fonctionnement cellulaire. Pour y faire face, la cellule dispose de tout un arsenal de voies de réparation. L’une des altération du génome les plus fréquentes est l’oxydation de la guanine en 8-oxoguanine (8-oxoG). La 8-oxoG possède un fort potentiel mutagène du fait de son appariement préférentiel avec l’adénine au lieu de la cytosine lors de la réplication. Ainsi, elle doit être détectée et réparée à temps pour éviter la fixation dans le génome de mutation par transversion G:C vers T:A. Cette lésion appairée à une cytosine est détectée et excisée par la 8-oxoguanine ADN-glycosylase (OGG1), ce qui initie la réparation par excision de base. Si le fonctionnement d’OGG1 a été largement étudié in vitro et que de nombreuses données structurales sont disponibles, très peu d’études se sont penchées sur la dynamique de cette protéine au sein du noyau cellulaire. Le but de ma thèse était donc de caractériser la dynamique de recherche de la 8-oxoG par OGG1 et d’identifier les éléments (résidus ou fonctions) régulant cette dynamique. Ainsi, j’ai pu montrer que l’interaction avec l’ADN était un élément majeur de la recherche de la 8-oxoG par OGG1, et que muter les résidus impliqués dans l’interaction avec l’ADN perturbait la dynamique d’OGG1 et sa capacité à trouver et exciser la 8-oxoG. De même, la reconnaissance de la 8-oxoG, mais également celle de la cytosine lui faisant face, jouent toutes deux un rôle important dans le fonctionnement de l’ADN-glycosylase et son recrutement à la zone de dommages. Enfin, le motif NNN, très conservé mais très peu caractérisé jusqu’ici semble être essentiel à l’association spécifique avec la 8-oxoG mais pas à la dynamique de recherche.

Dans cette thèse, nous élucidons le rôle de l’UFMylation dans le contrôle des signalisations induite par TRAIL et CD95L.

La progression du cycle cellulaire est un processus essentiel dont la régulation est hautement conservée chez les eucaryotes. Les protéines kinases dépendantes des cyclines (Cdks) sont des composants clés du réseau de contrôle du cycle cellulaire et interagissent avec diverses cyclines pour conduire une prolifération cellulaire robuste. Un mécanisme de régulation de l'activité des Cdk, connu sous le nom de boucle de rétroaction Wee1/Cdc25, est hautement conservé dans les cellules eucaryotes et est essentiel dans les cellules de type sauvage. Nous avons précédemment démontré que les cellules MCN dépourvues des boucles de rétroaction Wee1/Cdc25 conservées (appelées MCN-AF) sont étonnamment viables. Cependant, les cellules MCN-AF présentent un taux de croissance significativement réduit. Après avoir réalisé une évolution expérimentale avec les cellules MCN-AF, nous avons identifié un certain nombre de mutations liées à une amélioration de la croissance en l'absence de la boucle de rétroaction Wee1/Cdc25. Spo12 est une petite protéine nucléaire de fonction inconnue, dont nous avons montré que, lorsqu'elle est perturbée, elle améliore la croissance des cellules MCN-AF et raccourcit la durée de la phase G1. En effet, je démontre que Spo12 joue un rôle dans une nouvelle boucle de rétroaction sur l'activité de la Cdk, qui, lorsqu'elle est perturbée, réduit l'activité globale de la Cdk au cours du cycle cellulaire. En outre, j'ai également adapté avec succès un pipeline d'analyse d'images automatisé pour permettre l'acquisition de données à haut débit à partir de laps de temps complexes de marqueurs du cycle cellulaire, ce qui constituera un outil utile pour la communauté des levures de fission. Enfin, j'ai également contribué au développement d'une méthodologie de mesure du volume en time-lapse, dans le cadre d'un projet plus large visant à mesurer avec précision le volume chez la levure de fission.

La question de l’impact de l’exposition à des substances chimiques au cours la grossesse, sur le développement du fœtus et de l'enfant, est au cœur de préoccupations croissantes de recherche et de santé publique. En particulier, des polluants chimiques de l’environnement sont suspectés de jouer un rôle dans la survenue d’une malformation génitale masculine, l’hypospadias, mais cette question a été peu étudiée spécifiquement avec des biomarqueurs de l’exposition fœtale. L’objectif était d’étudier le lien entre l’exposition prénatale à des agents chimiques de la famille des solvants pétroliers et chlorés (14 molécules) et des pesticides (38 molécules) mesurés dans le méconium et le risque de survenue d’hypospadias. A partir de deux études cas-témoins, nous avons observé des associations significatives entre le risque d’hypospadias à la naissance et la détection dans le méconium d’un métabolite de solvant pétrolier (acide phénylglyoxylique), et d’un pesticide organophosphoré (fénitrothion). Leur présence dans le méconium n’était pas liée aux usages maternels de produits chimiques auto-rapportés. Nos résultats originaux suggèrent un rôle de certains solvants pétroliers et pesticides, jusqu’alors jamais identifié, dans la survenue d’un hypospadias. D’autres travaux sont nécessaires pour confirmer ces résultats et identifier les sources d’exposition des mères. Cette thèse incite à renforcer les messages de protection et de prévention à l’égard des femmes enceintes vis-à-vis des substances chimiques de leur environnement quotidien.

Les chaînes de blocs sont des systèmes de pair à pair dans lesquels les utilisateurs peuvent échanger des actifs numériques sans autorité de validation centrale. Il s'agit d'un grand livre distribué maintenu par la communication entre les nœuds du réseau. C'est un grand livre sur lequel toutes les opérations sont enregistrées, ce qui contribue à sa transparence puisque chaque ajout dans la blockchain peut être lu par tous et pour toujours (tant que le réseau existe). Selon l'application souhaitée, le bon fonctionnement de la blockchain repose sur trois piliers communs : (i) la décentralisation, (ii) la sécurité et (iii) l'évolutivité. Une solution qui permettrait de réunir ces trois caractéristiques est actuellement considérée comme une utopie que l'on appelle le trilemme de la blockchain, une croyance selon laquelle une crypto-monnaie doit nécessairement sacrifier l'un de ces trois piliers. Au cours de cette thèse, les enjeux ont rapidement été ceux de la recherche de performance, notamment en termes de scalabilité sans pour autant négliger les deux autres aspects du trilemme. Nous avons alors commencé par étudier Sycomore, une blockchain PoW non permissionnée, immuable et sécurisée, dont la structure est basée sur des graphes. C'est au cours de l'étude de Sycomore que nous avons proposé Sycomore, un protocole de blockchain basé sur Sycomore dont la principale caractéristique est d'auto-adapter dynamiquement le nombre de blocs créés au nombre actuel de transactions soumises. Les résultats de cette étude ont été publiés dans les actes de conférences à comité de lecture. Dans un second temps, après avoir montré l'apport d'une solution classique à base de graphe dans le trilemme de la blockchain, nous nous sommes intéressés aux solutions de sharding qui, compte tenu de leur structure en graphe, nous ont semblé être les solutions à base de graphe les plus avancées et les plus prometteuses en termes de scalabilité. C'est dans ce contexte que nous proposons Yggdrasil, une solution de sharding d'état pour les blockchains sans permissions qui supporte à la fois les transactions de paiement et les smart contracts. Yggdrasil permet de diviser et de fusionner dynamiquement les shards en s'appuyant sur des mécanismes décentralisés pour affecter les nœuds aux shards de manière sécurisée. Dans ce travail, nous proposons également un nouveau protocole 2-Phase-Commit pour garantir l'exécution de smart contracts distribués sur différents shards, même lorsque les shards se réorganisent dynamiquement. Une étude expérimentale confirme la capacité d'Yggdrasil à évoluer et à s'adapter à la charge de transactions avec des performances très prometteuses, meilleures que celles de Sycomore++ en termes de scalabilité. Le principal avantage du state-sharding étant de réduire les coûts de communication et de stockage, les solutions qui l'implémentent ont tendance à évoluer plus facilement. Un autre avantage est sa capacité à maintenir une forte décentralisation en habilitant plus de nœuds dans des shards séparés sans entraver sa sécurité. Au moment de la rédaction de ce manuscrit, les résultats de cette étude sur Yggdrasil ont été soumis pour publication à VLDB 2023 et un rapport technique présentant les résultats est disponible.

Il est possible de modifier les propriétés des matériaux à l'aide d'impulsions lumineuses ultra-brèves. Aussi, la génération d’impulsions THz monocycles à champs électriques forts permet un meilleur contrôle de l'état excité. Cette thèse traite des dynamiques hors-équilibre induites par des impulsions THz intenses et ouvre de nouvelles perspectives dans le but de contrôler les propriétés des matériaux via l'excitation THz. Dans le V2O3, l'important saut de volume associé à la transition de Mott suggère qu'une transition de phase induite par ondes de déformation est réalisable. Ainsi, dans cette thèse, nous avons étudié la génération et la propagation d’ondes de déformation dans la phase PM du V2O3. En comparant les résultats obtenus suite à une excitation THz ou optique, nous avons conclu que les disparités dans les réponses photo-induites sont attribuables aux différences de profils de ces ondes. Ceux-ci sont eux-mêmes déterminés par la longueur de pénétration de l’impulsion excitatrice. Aussi, nous avons étudié la réponse du TTF-CA à une excitation THz. A l’aide de considérations de symétrie et d’un modèle adapté, nous avons montré que le signal obtenu dans la phase paraélectrique, peut être interprété comme la réponse à une excitation résonante d'un mode mou ferroélectrique impliqué dans la transition de phase paraélectrique à ferroélectrique de ce composé.