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Environnement, développement durable, territoire : enjeu d'équité, enjeu de régulation

/ Zuindeau Bertrand / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Le mémoire principal réalisé en vue de l'habilitation à diriger des recherches établit une synthèse d'un certain nombre de travaux menés depuis une quinzaine d'années, complétée de plusieurs contributions originales. Les objets de recherche privilégiés sont l'environnement et le développement durable dans leurs liens, principalement économiques, avec le territoire. Deux enjeux ont été plus particulièrement traités: l'efficacité et l'équité. Une première partie consiste en une tentative d'application de la « théorie de la régulation» au domaine de l'environnement. Jusqu'alors peu de travaux avaient cherché à tester la pertinence de ce corpus théorique à un tel objet. Sur la base d'un article paru dans Ecological Economies, nous tentons de fonder les bases d'une telle théorie régulationniste de l'environnement et dessinons de possibles pistes de recherche. Une deuxième partie s'intéresse à la question de la régulation des problèmes environnementaux sur un territoire en reconversion (le bassin minier du Nord - Pas de Calais). Mobilisant les concepts de la théorie de la « proximité », nous essayons d'apprécier l'efficacité de « nouveaux dispositifs de régulation». Cette partie résulte d'un article paru dans la revue électronique Développement durable et territoires http://developpementdurable.revues.org/ Une troisième partie, directement en lien avec la précédente, reprend un certain nombre de travaux d'évaluation économétrique des dommages provoqués par un site pollué. En l'occurrence, en recourant à la méthode des prix hédoniques, nous montrons l'impact négatif significatif de la proximité du site industriel de Metaleurop-Nord sur les valeurs immobilières. Cette partie est issue d'un article à paraître dans l'International Journal of Environment and Pollution. Une quatrième partie, originale dans le mémoire, souhaite mettre l'accent sur l'introduction de la dimension territoriale dans une construction relative aux enjeux de régulation dans le domaine de l'environnement. Entre autres apports, cette partie s'appuie sur les travaux d'OIson et insiste sur l'importance d'une recherche de coïncidence entre espace de l'enjeu et territoire de régulation. Une cinquième partie, directement reprise d'un article publié dans Environmental Values, a pour objet une reconsidération de la question de l'équité territoriale à la lumière du référentiel que constitue le développement durable. Mettant en avant la notion de « transfert de durabilité» dont l'interprétation et la mesure dépendent des conceptions théoriques sous-jacentes au développement durable, cette partie s'achève par une identification des variables socioéconomiques jouant sur une équité territoriale durable. Une sixième partie, également originale, constitue une tentative de lecture régulationniste de l'oeuvre d'Ulrich Beck, La société du risque. Elle insiste alors sur les antagonismes entre la mise en place d'un nouveau régime d'accumulation et le renforcement des risques environnementaux, ainsi que sur la difficulté d'une régulation des risques globaux. Enfin, une septième partie .novatrice mobilise l'approche d'Albert Hirschman en termes de voice et d'exit et l'applique au domaine de l'environnement. Une première illustration est donnée par l'analyse monographique du cas « Metaleurop » avec de tels référents conceptuels, puis au travers d'une montée en généralité, nous tentons de mieux appréhender les problèmes environnementaux globaux avec ces mêmes outils. Le mémoire s'achève en dégageant deux caractéristiques majeures influençant la problématique de l'environnement et du développement durable, tant dans leurs enjeux d'efficacité que d'équité: la globalisation et l'incertitude.

Theoretical spectroscopy of boron nitride nanotubes and graphene

/ Wirtz Ludger / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Le but de ce travail théorique est de présenter une vue détaillée de la spectroscopie des nanotubes de nitrure de bore et du graphène. Ces deux matériaux ont récemment attiré considerablement l'attention dans le domaine des nanosciences et leur caractérisation par spectroscopie est d'une grande importance. Nous présentons les différentes techniques de spectroscopie qui sont frequemment utilisées pour les nanotubes de BN. Nous résumons les donnés expérimentales et fournissons des calculs détaillés issus de la spectroscopie Raman, de la spectroscopie par absorption optique, de la luminescence et de la spectroscopie par perte d'energie (EELS). Le couplage de toutes ces méthodes permet la caractérisation de la structure électronique et des propriétés vibrationelles des nanotubes de BN. Les spectres optiques sont dominés par un exciton de forte énergie de liaison dont le calcul nécessite l'utilisation des techniques du problème à N-corps. Il en résulte que le gap optique des nanotubes de BN d'un diamètre supérieur à 7 Angstrom est indépendant du diamètre et de la chiralité (contrairement aux nanotubes de carbone). En ce qui concerne le graphène et le graphite nous présentons des calculs de la structure de bandes électroniques et des relations de dispersion des phonons. Il est démontré dans les deux cas que l'inclusion des effet de correlation electron-electron (au niveau de l'approximation GW) implique des modifications importantes par rapport aux calculs classiques DFT. On constate que la vitesse de Fermi du graphène (pente du croisement linéaire des bandes pau point de Dirac) est renormalisé d'environ 17%. La pente de la bande du phonon optique la plus haute autour du point de haute symétrie K est augmentée d'un facteur deux. Ces résultats sont importants pour la description des récentes mesures ARPES et pour la compréhension de la dispersion des pics dans les spectres Raman en fonction de l'énergie du laser.

Les palynomorphes du Paléozoïque inférieur : applications en paléobiologie (évolution des écosystèmes océaniques et terrestres) et en géologie (biostratigraphie et paléogéographie)

/ Vecoli Marco / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Trois groupes principaux de palynomorphes (microfossiles à paroi organique) se retrouvent en abondance dans des roches sédimentaires du Paléozoïque Inférieur (Cambrien - Silurien) : les acritarches, les chitinozoaires, et les miospores (incluant les spores trilètes et les cryptospores). Il existe un consensus général pour considérer les acritarches (qui apparaissent au Protérozoïque et atteignent leur maximum de diversité au cours du Paléozoïque Inférieur), comme l'enregistrement fossile du phytoplancton océanique. Les chitinozoaires (Ordovicien - Dévonien) sont interprétés comme les restes microscopiques d'organismes marins zooplanctoniques. Le terme de "cryptospore" est généralement utilisé pour décrire les spores les plus primitives produites par les premières plantes terrestres. Si on accepte cette définition, les cryptospores les plus anciennes datent de l'Ordovicien Moyen. Cependant, des palynomorphes semblables à des spores d'origine non-marine ont été observés depuis le Cambrien Moyen; ces microfossiles font l'objet de débats et de controverses quant à leurs affinités et leurs implications évolutives. Dans ce travail, j'illustre l'application des palynomorphes du Paléozoïque Inférieur aussi bien en géologie (pour la datation des roches sédimentaires, les reconstitutions paléogéographiques et paléoenvironnementales, et la modélisation géodynamique) qu'en paléobiologie (pour l'étude de l'évolution du plancton, des relations trophiques dans les écosystèmes marins au cours du Paléozoïque Inférieur, et des premiers écosystèmes terrestres). Une première partie des études présentées ici concerne l'analyse palynologique de nombreuses coupes en sondages et à l'affleurement en Afrique du Nord et en Moyen-Orient. Ces investigations ont permis des analyses taxonomiques détaillées sur "des assemblages phytoplanctoniques fossiles d'âge Cambrien Moyen à Ordovicien terminal ainsi que les datations et les corrélations précises de séquences sédimentaires antérieurement inexplorées, avec des améliorations substantielles des zonations palynologiques antérieures. De plus, les analyses des fluctuations d'abondance relative de groupes morphologiques d'acritarches et de leur diversité en fonction des conditions de dépôt ont été appliquées à des reconstitutions paléoenvironnementales. Les mécanismes, les facteurs de contrôle et la signification paléobiologique de la diversification du microphytoplancton au cours de l'Ordovicien on été analysés. Cette étude a montré que l'évolution des acritarches à l'Ordovicien a été contrôlée principalement par les changements paléogéographiques et paléocéanographiques. Les courbes de diversification des acritarches ont été comparées avec celles de groupes majeurs d'invertébrés marins, montrant qu'une augmentation importante de la production primaire dans les océans constituerait un des principaux facteurs responsables de la "Grande Biodiversification Ordovicienne". L'étude palynostratigraphique de plusieurs sondages dans le socle Paléozoïque en Europe Centrale (Allemagne, Danemark, Pologne) a permis de confirmer l'utilité des acritarches et des chitinozoaires pour tracer les limites entre les principales unités tectonostratigraphiques à travers la zone de suture trans-européenne. Les palynomorphes ont également été utilisés comme indicateurs de provenance sédimentaire et ont permis de dater avec précision la collision entre les microcontinents Avalonia and Baltica et la fermeture de l'Océan Tornquist. Une étude multidisciplinaire, incluant les données de la palynologie (acritarches, miospores, chitinozoaires), des palynofaciès et de la géochimie isotopique et organique, a été effectuée sur des successions sédimentaires d'âge Ordovicien terminal - Silurien en Afrique du Nord. Cette étude a permis la reconstitution d'une courbe isotopique du [delta]13C dans le Paléozoïque Inférieur de l'Ouest Gondwana, de proposer un modèle de dépôt des couches d'argiles noires riches en matière organique, et de préciser leur géométrie à l'échelle du bassin de sédimentation. Les événements isotopiques Ireviken et Lau, liés à des modifications globales dans le cycle du carbone, ont été identifiés pour la première fois dans l'Ouest Gondwana; l'étude de la dynamique du phytoplancton à travers ces événements a montré une corrélation entre extinctions, excursions isotopiques et dépôts de sédiments riches en matière organique. Les miospores, bien représentées dans les successions marines de plate-forme, ont été extrêmement utiles pour les datations des séquences siluriennes. Elles vont fournir un cadre chronostratigraphique de référence pour établir une biozonation silurienne à acritarches. En outre, les rapports d'abondances entre spores triletes et cryptospores ont été analysés pour tester des modèles d'évolution de végétation primitive terrestre proposés par différents auteur.

Algorithmes pour la comparaison de génomes et la recherche de signaux cis-régulateurs

/ Varré Jean-Stéphane / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Les génomes peuvent être vus de manière simplifiée comme des suites de gènes, objets codants pour la production de protéines. De la même manière que les caractères physiques des êtres vivants évoluent au cours du temps, les caractères physiques des génomes évoluent également. Il s'agit alors de comprendre cette évolution à travers l'organisation des gènes sur le génome. Le problème peut être abordé sous un angle dynamique où l'on retrace les événements ayant permis les modifications, ou sous un angle statique en observant la localisation et le regroupement des gènes. D'autres part, les gènes nécessitent pour s'exprimer - se transformer en protéine - d'être d'abord transcrits en ARN. Le mécanisme de contrôle de la transcription fait appel, entre autres, à des protéines qui viennent se fixer en amont du gène, sur l'ADN, en reconnaissant de courts motifs. Une tâche récurrente, précédant toute autre analyse, est de trouver les occurrences de ces motifs qui ont la particularité d'être courts et particulièrement dégénérés. Nous retraçons le travail réalisé autour de ces deux problématiques biologiques : l'évolution de la structure des génomes et la localisation des motifs de fixation. Les méthodes mises en oeuvre relèvent de l'algorithmique discrète sur les permutations pour la première partie et sur les mots pour la seconde.

De l'immunité périphérique à l'immunité du système nerveux : zoom sur les peptides antimicrobiens

/ Tasiemski Aurélie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Les invertébrés en étant dépourvus d'immunité adaptative, représentent d'excellents modèles pour explorer les bases de l'immunité innée. Ainsi le premier peptide antimicrobien (PAM) a été découvert chez un papillon. Les PAMs sont désormais considérés comme des effecteurs clés de la réponse immunitaire innée à la fois chez les invertébrés et les vertébrés. Par ailleurs, leur étude revêt un intérêt à la fois appliqué et fondamental . En effet, de par leur large spectre d'activité (champignons, bactéries à Gram positif ou négatif, virus ... ) et leur petite taille, les PAMs pourraient constituer les nouveaux antibiotiques de demain. Mon travail a permis la caractérisation complète de nouveaux PAMs chez différentes espèces d'annélides : deux espèces de vers marins dont une abyssale et deux espèces de sangsue. Cette étude révèle l'existence d'une grande diversité de PAMs au sein de cet embranchement ainsi qu'une adaptation moléculaire liée à l'environnement dans lequel évolue l'animal. Il en ressort également qu'aucunes des séquences codant les molécules antibiotiques caractérisées chez ces différents annélides n'aient été identifiées dans le génome des deux modèles génétiques invertébrés que sont Drosophila melanogaster ou Caenorhabditis elegans; Ce qui est en accord avec l'éloignement phylétique des lophotrochozoaires auxquels appartiennent les annélides vis-à-vis des ecdysozoaires dont font parti les insectes et les nématodes. Le rôle des différents PAMs dans l'immunité anti infectieuse des différents annélides étudiés a également été appréhendé, l'accent étant plus particulièrement mis sur les sangsues qui constituent le modèle du laboratoire. Les sangsues en étant des ectoparasites hématophages de vertébrés, sont en contact avec les mêmes microorganismes que leur hôte suggérant une certaine coévolution des mécanismes de défense entre ce parasite et son hôte vertébré. Ce travail a permis d'établir quelle était la participation des PAMs dans l'immunité que ce soit au niveau périphérique ou encore de manière originale, dans la régénération du système nerveux central (SNC) de la sangsue médicinale. Il s'agit de la première évidence d'un rôle joué par les PAMs dans la réparation des fonctions normales du SNC. En effet, la plupart des données recensées dans la littérature décrivent l'implication de ces molécules antibiotiques dans la réponse anti infectieuse mise en place au niveau des compartiments muqueux et systémique. Une étude du mode de perception des pathogènes conduisant à l'induction de ces effecteurs immunitaires a également été initiée au sein du SNC de la sangsue et a conduit à la caractérisation de divers récepteurs aux signaux de danger. En parallèle, une étude plus en aval a été entamée dans l'objectif de comprendre par quel biais ces PAMS pouvaient favoriser le phénomène de régénération du SNC lésé. Ces données pourraient avoir un intérêt thérapeutique dans le traitement des lésions du SNC chez l'homme.

Résolution et modélisation chimiométrique en spectroscopie moléculaire

/ Ruckebusch Cyril / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Cette Habilitation à Diriger des Recherches présente les concepts et développements en chimiométrie pour la description, la résolution ou la modélisation des données des systèmes physico-chimiques étudiés par spectroscopie moléculaire. Les algorithmes de chimiométrie seront d'abord redéfinis dans un contexte mathématique et statistique pour justifier l'utilisation qui en est faite en spectroscopie. L'accent sera mis ensuite sur les travaux de recherche et les activités de valorisation autour des deux axes suivants : l'analyse des systèmes chimiques et physico-chimiques évolutifs, tels que les processus réactionnels photoinduits. L'idée est la description des données spectro-cinétiques par un modèle de structure algébrique bilinéaire, le problème consistant à estimer les contributions cinétiques et spectrales des constituants purs du système chimique. Nous montrons l'intérêt des méthodes multivariées de résolution de courbes pour l'analyse globale des données des systèmes multi-expériences et pour l'intégration d'informations physico-chimiques lors de la résolution. Le résultat est une description adaptée et robuste des données permettant la caractérisation moléculaire des espèces transitoires inconnues. Nous envisageons également les développements vers les méthodes hybrides ou semiparamétriques, en lien avec les approches statistiques développées en traitement du signal. l'analyse qualitative ou quantitative d'échantillons complexes, multi-composants et soumis à de nombreux facteurs d'influence, tels que les échantillons naturels ou manufacturés. L'idée est la modélisation d'une grandeur obtenue par une méthode de référence à partir d'observations spectroscopiques des échantillons. L'objectif du modèle construit est la prédiction de cette grandeur lors d'observations ultérieures, pour bénéficier des caractéristiques métrologiques des techniques de spectroscopie. Nous montrons le potentiel des méthodes issues de l'apprentissage statistique. Les développements sont liés à l'écriture de termes de pénalisation de l'erreur empirique, notamment pour le contrôle de la complexité des modèles. Nous insistons sur les méthodes non-paramétriques telles que les machines à vecteurs de support à fonctions noyaux, pour nos applications en spectroscopie, lorsque la dimension des données est problématique.

Modélisation des phénomènes ordre-désordre dans les solides : apport des diffractions X et neutronique

/ Roussel Pascal / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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De nombreuses propriétés physiques des matériaux sont reliées à des transitions structurales impliquant une mise en ordre (ou au contraire une perte d'ordre) de certains atomes ou édifices les composant. Il apparaît donc extrêmement important d'observer et de comprendre ces phénomènes d'ordre-désordre afin de tenter de maîtriser et donc d'optimiser les propriétés qui en découlent. A travers plusieurs exemples, ce travail s'attache à montrer comment, en utilisant des outils cristallographiques non conventionnels (formalisme des phases modulées à 3+N dimensions, anharmonicité du tenseur d'agitation thermique, méthode du maximum d'entropie, etc ... ) adaptés à la diffraction des rayons X et/ou des neutrons, nous avons mis en évidence et modélisé les structures fines de quelques matériaux synthétisés au laboratoire. Citons deux exemples développés dans ce travail: i) l'utilisation de ces nouveaux concepts, certes un peu difficile à aborder à première vue, a permis de relier des expériences de conduction ionique à des chemins de diffusion calculés en appliquant le formalisme anharmonique à des données de diffraction neutronique sur poudre; ii) le calcul des cartes de densité électronique précises (par la méthode du maximum d'entropie), a permis de relier l'environnement oxygéné désordonné d'un atome de cobalt à une configuration électronique bien particulière, validant ainsi des mesures de susceptibilité magnétique.

Adaptation en contexte : contribution aux interfaces multimodales et multicanal

/ Rouillard José / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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Mon domaine de recherche est l'Interaction Homme-Machine (IHM). Mes travaux dans ce domaine s'organisent autour de deux axes. Le premier axe concerne l'adaptation des interfaces hommes-machines. Je m'intéresse en particulier à la manière dont on peut concevoir et réaliser des interfaces qui pourront s'adapter, selon le contexte, aux utilisateurs et à leurs rôles, aux périphériques utilisés ou encore à la tâche à exécuter lors de l'interaction. Le deuxième axe concerne les interactions multimodales et multicanales. J'étudie plus particulièrement les interfaces couplant le vocal (aussi bien en entrée qu'en sortie), avec d'autres moyens d'interaction, notamment via le canal téléphonique. Cette HDR présente les problématiques liées à ces deux axes principaux de recherche, les travaux s'y rapportant auxquels j'ai participé depuis septembre 2000 et quelques perspectives de recherche dans ces thématiques.

Plasticité musculaire et messages afférents

/ Picquet Florence / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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L'une des thématiques de recherche du Laboratoire est d'étudier l'impact des messages nerveux moteur et sensitif sur les propriétés contractiles musculaires. Le modèle d'hypodynamie-hypokinésie (HH) utilisé au Laboratoire offre l'avantage de préserver l'intégrité du système neuromusculaire. Dans la littérature, il a été émis l'hypothèse que certaines des altérations musculaires résulteraient d'une modification ou d'une absence du message nerveux sensitif. Dans le cadre de mes travaux, j'ai donc été amenée à mettre au point un modèle de déafférentation périphérique afin de déterminer la part de l'innervation afférente dans le développement de l'atrophie musculaire et des transformations phénotypiques qui y sont associées. Notre dernier objectif était de déterminer si l'hypergravité (HG) pouvait induire des modifications «en miroir» vis-à-vis de la microgravité et s'il existait ou non une continuité de modifications selon le degré de gravité: hypogravité ou HH <=> normogravité <=> hypergravité. Le modèle utilisé est celui de l'HG obtenu par centrifugation chronique. L'ensemble de nos travaux montre l'existence d'une très grande plasticité musculaire en HH (hétérogénéité des unités motrices, altération du message proprioceptif : fuseau neuromusculaire et organe tendineux de Golgi), ainsi qu'en HG (acquisition d'un phénotype complètement lent pour le muscle soleus, surexpression des formes lentes de myosine du fuseau neuromusculaire). La comparaison de nos données provenant des animaux déafférentés avec les résultats obtenus après HH montre que les diminutions de force contractile et de masse musculaire sont plus importantes que celles uniquement mises en évidence lors d'une déafférentation, ce qui suggère deux choses: 1) le message afférent est très probablement modifié au cours de l'HH, 2) il existerait en plus un facteur autre que le message sensitif qui serait également à l'origine de la perte de masse et de force musculaires. La résultante de ces deux conséquences serait l'apparition marquée d'un déficit en masse et en force musculaires, déficit qui est observé lors de l'HH.

Frontières, images et territorialité

/ Picouet Patrick / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 2008
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La carte du monde n'est pas figée et son dessin se complique sensiblement depuis le début du XXe siècle. Les frontières, membranes entre les territoires, oscillent, se tendent ou se dilatent. Les territoires se transforment, se déforment, prennent des formes nouvelles jadis inconcevables, aujourd'hui difficilement cartographiables. Les processus de transformation territoriaux peuvent être abordés par une approche iconographique. Les images, les représentations construites par les individus, les groupes, les sociétés avec leurs institutions, leurs cultures, solidifient durablement les frontières mais, parfois, au contraire, les déstabilisent voire en créent de nouvelles. Nous partons de l'hypothèse que, composition et recomposition des territoires, mouvements de frontière, traduisent des compositions et recompositions iconographiques plus ou moins stables, anciennes ou récentes, internes ou externes. Au-delà du territoire à différentes échelles, c'est le concept de territorialité dans une perspective constructiviste qu'il faut appréhender. La territorialité est comprise comme un rapport à la fois personnel et social au monde. Elle participe conjointement de l'idéologie et des pratiques. A ce titre, elle met en scène l'individu, l'être social et la société. Elle s'enrichit surtout de l'univers des imaginaires et des représentations. En plaçant notre étude des images de frontière au cœur de la construction de la territorialité, nous considérons que celle-ci n'est pas seulement un simple lien avec le territoire, c'est aussi un rapport avec d'autres acteurs. Les images de frontière s'inscrivent donc dans la perspective des relations d'une part, entre les hommes et la frontière et d'autre part, entre les hommes, les sociétés à travers la frontière. La problématique relationnelle nous amène à présenter une cartographie « humaniste » fondée sur l'idée de rhizome comprise comme une représentation des relations complexes individuelles et collectives, de part et d'autre de la frontière, à tous les niveaux scalaires

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