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Psychosis is a progressive mental disorder which normally occurs during adolescence in at-risk subjects following a dynamic process termed “psychotic transition”. These at-risk subjects are clinically identifiable but biological data are still insufficient in explaining the onset of psychosis. Throughout this thesis, we aim to identify biological factors implicated in this pathophysiological process. Current hypotheses explaining the psychotic transition favor the interaction between genes and the environment mediated by epigenetic mechanisms. We conducted studies examining methylomic and transcriptomic changes during psychotic transition using molecular biology and bioinformatics techniques at a whole genome scale. Our results suggest that psychotic transition may be linked to methylomic and transcriptomic changes in genes implicated in axon guidance or oxidative stress. These longitudinal changes could be related to environmental factors. Some of these factors could deregulate the hormonal stress response at the earliest phases of psychosis. Indeed, our results show that secretion of basal cortisol is increased in prodromal individuals. Moreover, it is likely that genes and processes regulating epigenetic modifications are also implicated in the individual response to the environment. We have shown the importance of the one-carbon metabolism for at least one sub-group of patients affected by psychosis. Our results should be replicated using other paradigms in order to definitively validate the implication of these various actors in the psychotic transition. If confirmed, knowledge of these biological mechanisms could lead to the development of targeted therapeutics to prevent psychosis in at-risk individuals.; La psychose est un syndrome apparaissant progressivement à l’adolescence chez des individus à risque selon un processus dynamique appelé transition psychotique. Ces individus à risque sont repérables cliniquement mais les données biologiques actuelles sont insuffisantes pour expliquer l’apparition de la psychose. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à identifier les facteurs biologiques responsables de ce processus. Les hypothèses permettant d’expliquer la transition psychotique privilégient l’interaction gène x environnement, sous-tendue par des mécanismes épigénétiques. Nous avons mené une étude des modifications de la méthylation de l’ADN et de la transcription à l’aide de techniques de biologie moléculaire et de bio-informatique à l’échelle pan-génomique. La transition psychotique semble être liée à des modifications de méthylation et de transcription de gènes impliqués dans des mécanismes comme le guidage axonal ou la régulation du stress oxydatif. Ces modifications longitudinales pourraient refléter l’influence de l’environnement. Les facteurs environnementaux pourraient déréguler l’axe biologique du stress dès les phases précoces de la maladie, comme le suggère l’augmentation de la sécrétion de cortisol basal que nous avons montré chez les individus à risque. En outre, il est probable que des spécificités au niveau des gènes et des processus régulant l’épigénome soient également impliquées dans cette réponse individuelle à l’environnement. Nous avons montré l’importance du métabolisme mono-carboné au moins dans un sous-groupe spécifique de patients. Ces résultats doivent être répliqués et étendus dans d’autres paradigmes pour valider l’implication de ces processus dans la transition psychotique. En cas de confirmation, ces voies biologiques pourraient s’avérer être des pistes intéressantes pour développer des thérapeutiques ciblées et relever le défi de la prévention de la psychose chez des individus à risque.

Psychosis is a progressive mental disorder which normally occurs during adolescence in at-risk subjects following a dynamic process termed “psychotic transition”. These at-risk subjects are clinically identifiable but biological data are still insufficient in explaining the onset of psychosis. Throughout this thesis, we aim to identify biological factors implicated in this pathophysiological process. Current hypotheses explaining the psychotic transition favor the interaction between genes and the environment mediated by epigenetic mechanisms. We conducted studies examining methylomic and transcriptomic changes during psychotic transition using molecular biology and bioinformatics techniques at a whole genome scale. Our results suggest that psychotic transition may be linked to methylomic and transcriptomic changes in genes implicated in axon guidance or oxidative stress. These longitudinal changes could be related to environmental factors. Some of these factors could deregulate the hormonal stress response at the earliest phases of psychosis. Indeed, our results show that secretion of basal cortisol is increased in prodromal individuals. Moreover, it is likely that genes and processes regulating epigenetic modifications are also implicated in the individual response to the environment. We have shown the importance of the one-carbon metabolism for at least one sub-group of patients affected by psychosis. Our results should be replicated using other paradigms in order to definitively validate the implication of these various actors in the psychotic transition. If confirmed, knowledge of these biological mechanisms could lead to the development of targeted therapeutics to prevent psychosis in at-risk individuals., La psychose est un syndrome apparaissant progressivement à l’adolescence chez des individus à risque selon un processus dynamique appelé transition psychotique. Ces individus à risque sont repérables cliniquement mais les données biologiques actuelles sont insuffisantes pour expliquer l’apparition de la psychose. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à identifier les facteurs biologiques responsables de ce processus. Les hypothèses permettant d’expliquer la transition psychotique privilégient l’interaction gène x environnement, sous-tendue par des mécanismes épigénétiques. Nous avons mené une étude des modifications de la méthylation de l’ADN et de la transcription à l’aide de techniques de biologie moléculaire et de bio-informatique à l’échelle pan-génomique. La transition psychotique semble être liée à des modifications de méthylation et de transcription de gènes impliqués dans des mécanismes comme le guidage axonal ou la régulation du stress oxydatif. Ces modifications longitudinales pourraient refléter l’influence de l’environnement. Les facteurs environnementaux pourraient déréguler l’axe biologique du stress dès les phases précoces de la maladie, comme le suggère l’augmentation de la sécrétion de cortisol basal que nous avons montré chez les individus à risque. En outre, il est probable que des spécificités au niveau des gènes et des processus régulant l’épigénome soient également impliquées dans cette réponse individuelle à l’environnement. Nous avons montré l’importance du métabolisme mono-carboné au moins dans un sous-groupe spécifique de patients. Ces résultats doivent être répliqués et étendus dans d’autres paradigmes pour valider l’implication de ces processus dans la transition psychotique. En cas de confirmation, ces voies biologiques pourraient s’avérer être des pistes intéressantes pour développer des thérapeutiques ciblées et relever le défi de la prévention de la psychose chez des individus à risque.

The rainy season in West Africa is crucial for local population. The onset of the monsoon (WAM) occurs in late June and corresponds to the weakening of convection over the entire region and to the sudden transition of rainfall from the Guinean coast to the Sahel. The mechanism which provokes this monsoon "jump" is investigated in this thesis through modeling experiments. The ability of the regional WRF model to reproduce the movement of MAO in 2006 was first evaluated. Different parameterizations of convection and boundary layer have been tested, providing an analysis of their impact on the simulations. Sensitivity tests were then performed in order to evaluate the role of the Saharan heat low and SST (mechanisms proposed in other studies) to provoke the WAM onset. The results show that the transitional phase depends on large scale dynamics rather than on regional climate. More specifically, the Indian monsoon onset releases a westward propagating Rossby wave which passes over north Africa favoring dry air intrusion over west Africa inhibiting convection. In parallel, the meridional gradient of surface pressure is strengthened, accelerating the WAM and therefor enhancing humidity advection over the Sahel. Once the wave is passed, convective activity gets reorganized above the Sahel where thermodynamic conditions are more favorable. The use of simulations by the LMDz global model confirmed the role of the Indian monsoon over the period 1989-2008, however with years more or less marked.; La saison des pluies en Afrique de l'Ouest est primordiale pour les populations locales. La mise en place de la mousson (MAO) se produit fin juin et correspond à un affaiblissement global de la convection sur la région puis une transition brutale des précipitations de la côte de Guinée vers le Sahel. C'est le mécanisme responsable de ce " saut " qui est étudié ici à partir d'expériences numériques. La capacité du modèle à aire limitée WRF à reproduire la circulation de la MAO en 2006 a d'abord été évaluée. Différentes paramétrisations de la convection et de la couche limite ont été testées et leur impact sur les simulations analysé. Des tests de sensibilité ont ensuite été effectués pour évaluer le rôle de la dépression thermique saharienne et de la SST (mécanismes proposés dans d'autres études) sur la mise en place de la MAO. Les résultats montrent que la phase de transition dépend plus fortement de la dynamique de grande échelle que des éléments régionaux. Plus précisément, la mise en place de la mousson Indienne libère une onde de Rossby qui se propage vers l'ouest, arrive au dessus de l'Afrique du Nord en favorisant les intrusions de masses d'air sec au dessus de l'Afrique de l'Ouest qui inhibent la convection. En parallèle, le gradient méridien de pression de surface est renforcé et la MAO s'intensifie en advectant de l'humidité au dessus du Sahel. Une fois l'onde évacuée, la convection se réorganise au dessus du Sahel où les conditions thermodynamiques sont favorables. L'utilisation de simulations globales avec LMDz a confirmé le rôle de la mousson indienne sur toute la période 1989-2008 avec cependant des années plus ou moins marquées.

The West African Monsoon is a complex system, with some important inter-annual variations. These variations show up in significant fluctuations of precipitation on the African continent. A better knowledge of the complex system of the monsoon is needed in order to understand the mechanisms that influence the production of the precipitation over the Sahel. The first part of this work consists in a comparison between two monsoon seasons with different precipitation contents, to extract the main identical and different characteristics, and to apply them on the AMMA monsoon season. This study is completed by an analysis of the dynamical and thermodynamical process at the origin of the Onset, which permits the installation of the favourable condition for the precipitation over the Sahel. The second part is devoted to physical mechanisms implied in the life's cycle of the squall line. The last part discusses the impact of the meso - scale convective systems on their environment, in terms of heat and water budgets in the southern quadrilateral of the AMMA experiment., La Mousson Ouest Africaine est un système complexe, qui présente des variations interannuelles très importantes. Ces variations se traduisent par les fluctuations considérables des précipitations sur le continent. Avoir une meilleure compréhension du système complexe qu'est la mousson africaine peut permettre de mieux cerner les mécanismes qui influencent la production des précipitations sur le Sahel. La première partie de ce travail de thèse consiste en une comparaison entre deux saisons de mousson aux régimes de précipitations différents afin d'extraire les caractéristiques communes et différentes, pour les appliquer à l'étude de la saison de mousson durant laquelle s'est déroulée la campagne AMMA. Cette étude est complétée par une compréhension des processus dynamiques et thermodynamiques qui sont à l'origine du déclenchement de l'Onset de la mousson, et qui permettent l'installation des conditions favorables au développement des précipitations sur le Sahel. Le second volet est basé sur les mécanismes physiques qui entrent en compte dans le cycle de vie des lignes de grains sur le Sahel. Enfin, la dernière partie traite de l'impact des systèmes de méso - échelle sur leur environnement en terme de bilan de chaleur et d'humidité dans le quadrilatère sud de l'expérience AMMA.

Dans de nombreux assemblages de matériaux soumis à un chargement thermo-mécanique lors de l'élaboration ou en service, des contraintes résiduelles thermiques apparaissent, qui modifient les conditions d'amorçage des fissures. Si de plus l'un des composants a un comportement plastique, des déformations résiduelles plastiques peuvent à leur tour jouer un rôle. En mécanique de la rupture fragile, une des difficultés majeures concerne la prédiction de l'amorçage de fissures en l'absence de défaut initial. Leguillon a proposé un critère d'amorçage combinant une condition énergétique de type Griffith et une condition de contrainte maximum. La mise en oeuvre du critère fait intervenir les développements asymptotiques raccordés et la théorie des singularités. La bonne corrélation du modèle avec des mesures expérimentales pour les matériaux homogènes isotropes sous chargement mécanique pur a conduit à envisager l'extension du critère afin de prendre en compte des contraintes résiduelles. La comparaison du critère modifié avec des mesures expérimentales sur un assemblage aluminium/époxyde sous chargement thermo-mécanique se révèle satisfaisante quant à la prédiction de la rupture de l'interface entre les composants. Elle permet également de mettre en évidence, par inversion, une méthode d'identification des paramètres de rupture de cette interface. Le critère modifié est appliqué également à l'analyse de la décohésion tuile/structure dans les aiguilles formant le limiteur du tokamak Tore Supra. En effet, des contraintes résiduelles d'origine thermique et plastique apparaissent dans la partie métallique des tuiles de protection., à compléter