Imagerie de la valve aortique en IRM.

Messages à retenir: Les séquences de ciné MR sont utiles pour rechercher une bicuspidie. Les séquences en contraste de phase permettent de mesurer les vitesses et flux transvalvulaires. La fraction de régurgitation est corrélée à la sévérité de l'insuffisance aortique. Une planimétrie peut être effectuée sur les séquences de ciné MR ou de flux. Résumé: L'étude de la valve aortique en IRM nécessite un placement rigoureux des plans de coupes à partir de 2 incidences orthogonales passant par la chambre de chasse. Les séquences de ciné IRM permettent une analyse dynamique de l'ouverture de la valve et sont utiles pour rechercher une bicuspidie et une dilatation de l'aorte. Leur sensibilité au flux turbulents est relativement faible vu leur TE court, à l'inverse des séquences en écho de gradient à TE long. Les séquences de ciné MR permettent également de calculer les volumes ventriculaires gauches et la fraction d'éjection, paramètres importants dans le traitement. Les séquences en contraste permettent de mesurer la vitesse trans-valvulaire et de calculer le volume éjecté dans l'aorte et le volume régurgité dans le ventricule gauche. Elles peuvent être réalisées dans le plan du flux ou au travers du plan. Il est important de régler correctement la vitesse de codage maximale afin d'éviter des erreurs de codage de vitesse (phénomène d'"aliasing"). Dans le cadre d'une insuffisance aortique, le ratio volume régurgité / volume éjecté, appelé fraction de régurgitation, est relié à la sévérité de la valvulopathie. L'IRM peut également permettre de réaliser une planimétrie de l'orifice valvulaire aortique.

Clinical, polysomnographic and genome-wide association analyses of narcolepsy with cataplexy: a European Narcolepsy Network study.

The aim of this study was to describe the clinical and PSG characteristics of narcolepsy with cataplexy and their genetic predisposition by using the retrospective patient database of the European Narcolepsy Network (EU-NN). We have analysed retrospective data of 1099 patients with narcolepsy diagnosed according to International Classification of Sleep Disorders-2. Demographic and clinical characteristics, polysomnography and multiple sleep latency test data, hypocretin-1 levels, and genome-wide genotypes were available. We found a significantly lower age at sleepiness onset (men versus women: 23.74 ± 12.43 versus 21.49 ± 11.83, P = 0.003) and longer diagnostic delay in women (men versus women: 13.82 ± 13.79 versus 15.62 ± 14.94, P = 0.044). The mean diagnostic delay was 14.63 ± 14.31 years, and longer delay was associated with higher body mass index. The best predictors of short diagnostic delay were young age at diagnosis, cataplexy as the first symptom and higher frequency of cataplexy attacks. The mean multiple sleep latency negatively correlated with Epworth Sleepiness Scale (ESS) and with the number of sleep-onset rapid eye movement periods (SOREMPs), but none of the polysomnographic variables was associated with subjective or objective measures of sleepiness. Variant rs2859998 in UBXN2B gene showed a strong association (P = 1.28E-07) with the age at onset of excessive daytime sleepiness, and rs12425451 near the transcription factor TEAD4 (P = 1.97E-07) with the age at onset of cataplexy. Altogether, our results indicate that the diagnostic delay remains extremely long, age and gender substantially affect symptoms, and that a genetic predisposition affects the age at onset of symptoms.

Profound impact of uncomplicated pregnancy on diastolic, but not systolic pulse contour of aortic pressure

RESUME: L'objectif de cette étude était de déterminer l'impact de la grossesse non compliquée sur l'onde de pouls de la pression aortique centrale. Méthode 66 femmes au total avec une grossesse simple ont été réparties en trois groupes selon le stade de leur gestation: premier trimestre (T1, n=22), deuxième trimestre (T2, n=20) et troisième trimestre (T3, n=24). Le groupe contrôle (C, n=21) était constitué de femmes non enceintes, en bonne santé habituelle, prenant une contraception oestroprogestative. La tonométrie d'aplanation a été utilisée pour l'acquisition des ondes de pouls centrale un appareil disponible dans le commerce (SphygmoCor) permet l'enregistrement de l'onde de pouls périphérique avec un tonomètre d'aplanation de l'artère radiale au niveau du poignet, puis effectue sa transformation en sa forme centrale, grâce à une analyse de Fourrier et une fonction de transfert. L'influence des ondes réfléchies sur l'onde de pouls a été déterminée non seulement pendant la systole (augmentation systolique), comme on procède habituellement dans l'analyse de l'onde de pouls, mais aussi pendant la diastole (augmentation diastolique). Résultats Au cours de la grossesse, les pressions centrales systolique et diastolique sont restées inchangées et comparables aux valeurs mesurées chez les femmes qui ne sont pas enceintes. Dans le groupe contrôle, l'augmentation systolique s'élevait à 8.1±7.5% de la pression de pouls ; il n'y avait pas de différence statistiquement significative avec les valeurs obtenues chez les femmes enceintes, et ce, à n'importe quel stade de la grossesse (T1 : 4.6±11.4%, T2: 5.0±9.3%, T3 : 4.7±8.1%). Par contre, l'amplitude de l'augmentation diastolique diminuait avec la progression de la grossesse (C 6.5±2.4%, T1 : 5.2±3.1%, T2 : 3.8±2.6%; P=0.002 versus C; T3 : 2.3±2.0%; P<0.0001 versus C et P=0.004 versus T 1). Conclusion La grossesse ne modifie pas la forme de l'onde de pouls systolique centrale, ce qui implique de la part du système cardiovasculaire une adaptation fine à la demande croissante de flux sanguin, et ce, à tous les stades de la grossesse. Par contre, l'amplitude de l'onde de réflexion atteignant l'aorte pendant la diastole diminue progressivement au cours de la grossesse. Perspectives De récentes études montrent qu'une valeur anormalement haute de l'augmentation systolique de la pression centrale, comme on peut la déterminer avec la tonométrie d'aplanation, pourrait être un indice de trouble hypertensif de la grossesse débutant. Cette technique simple pourrait être d'autant plus facile à mettre en oeuvre si les valeurs normales pour l'augmentation systolique étaient indépendantes du stade de la grossesse, comme le suggèrent nos résultats, du moins pour les mesures prises en position assise.

Role and regulation of polyphosphate in leishmania parasites

Le protozoaire unicellulaire Leishmania est l'agent responsable de la leishmaniose, une maladie parasitaire humaine qui se manifeste par des lésions de la peau, se résolvant le plus souvent spontanément, jusqu'à des lésions viscérales fatales. Le parasite est transmis de l'insecte à l'hôte mammifère lors d'un repas sanguin de la mouche des sables et y réside respectivement sous formes extra- et intracellulaires. On estime que cette maladie touche environ 12 millions de personnes dans 98 pays. Etant donné que les médicaments disponibles à ce jour sont faiblement efficaces et/ou hautement toxiques, il est indispensable de consolider les connaissances sur le fonctionnement et la survie du parasite pour pouvoir développer de nouvelles stratégies de traitements et de préventions. Tous les organismes vivants, dont Leishmania, contiennent du polyphopshate (polyP). Cette molécule chargée négativement est constituée de trois jusqu'à plusieurs centaines de résidus de phosphates reliées par des liaisons à haute énergie. Le polyP sert donc de source d'énergie et de réservoir de phosphate; dans certaines espèces, il joue aussi un rôle dans l'adaptation au stress et la virulence de pathogènes. Ceci nous a amené à étudier le rôle du polyP dans le parasite Leishmania. L'enzyme responsable de la synthèse de polyP a été identifié récemment dans la levure : il s'agit de la chaperone de transport vacuolaire 4 (Vtc4). Nous avons identifié un homologue de Vtc4 chez les Trypanosomatidae, et avons donc décidé d'examiner sa fonction dans le métabolisme du polyP chez Leishmania. En éliminant l'expression de Vtc4 chez L. major et L. guyanensis, nous avons pu démontrer qu'il est indispensable pour la production de polyP chez Leishmania. De plus, nous avons constaté que ces parasites possèdent des chaînes de polyP allant de trois jusqu'à environ 300 résidus de phosphate. Le taux de polyP dans la cellule est précisément régulé et varie entre un très haut niveau durant la phase proliférative des promastigotes à un niveau bas en phase stationnaire tardive, alors que l'expression de Vtc4p reste stable. Dans les amastigotes intracellulaires, seulement des petites quantités de polyP et de Vtc4p sont détectées. En outre, l'absence de Vc4p et de polyP n'a pas d'effet significatif sur les infections in vivo de souris, ce qui indique que le polyP n'est pas nécessaire au développement de la leishmaniose. Ceci suggère que Vtc4p n 'est pas une bonne cible pour le développement de nouveaux traitements contre Leishmania. "Néanmoins, la présence du polyP favorise fortement la survie du parasite suite à un choc de température (37°C) et aide ainsi à sa persistance intracellulaire pendant les premiers jours d'infection de macrophages. En résumé, nos résultats indiquent que si le polyP a peu d'importance pendant l'infection et le développement de la leishmaniose chez la souris, il est par contre crucial pour l'adaptation à des situations de stress comme l'augmentation de la température. Le fait que le polyP a été conservé dans tous les organismes durant l'évolution suggère toutefois que cette molécule joue un rôle fondamental. Etant donné que l'absence de polyP n'a pas d'effet sur la survie des amastigotes, il pourrait être plus important dans la forme promastigote infectant la mouche des sables. - The unicellular protozoan parasite Leishmania is the causative agent of the human disease leishmaniasis, which can range from self-healing skin lesions to fatal visceral lesions. The parasite is transmitted from the insect vector to the mammalian host when the sand fly takes its blood meal and exists in an extra- and an intracellular form, respectively. The disease is estimated to affect 12 million people in 98 countries and currently available drug treatments are of relatively low potency and/or high toxicity. Thus, investigating parasite survival mechanisms and parasite adaptation to the two host environments contributes to the general understanding of Leishmania propagation and might therefore help to develop future treatments or preventions. All living cells, including Leishmania, contain a negatively charged polymer of a few up to several hundred phosphate residues. These so-called polyphosphates (polyPs) serve as an energy source and phosphate reservoir. In some organisms, polyP is also involved in adaptation to stresses and virulence of pathogens. Therefore we were interested in investigating the importance of polyP in Leishmania parasites. Recently, an eukaryotic enzyme responsible for polyP synthesis has been identified as the vacuolar transporter chaperone 4 (Vtc4) in yeast. We, and others, found a Vtc4 homologue in trypanosomatids and decided to examine its potential function in polyP metabolism. By generating VTC4 knock-out cell lines in L. major and Vtc4 knock-down cell lines in L. guyanensis, we were able to demonstrate that Vtc4p is responsible for the total amount of cellular polyP. We also observed that Leishmania polyP chain length ranges from a few up to around 300 residues and that its level is tightly regulated. PolyP abundance is highest during the logarithmic proliferating phase of promastigotes and decreases in the stationary phase, while Vtc4 protein expression remains stable during both phases. In the intracellular amastigote form, only low amounts of polyP and Vtc4p were detectable. Furthermore, absence of Vtc4p and polyP did not have a significant effect on in vivo mouse infections, indicating that polyP is not necessary for Leishmania disease progression. This suggests that Vtc4p would be a poor drug target against Leishmania infection. However, presence of the polymer strongly supported parasite survival during heat shock (37°C) and thereby promoted intracellular persistence during the first days of macrophage infections. Taken together, we found that polyP has little importance in Leishmania {in vivo) infection but that it plays a crucial role during adaptation to stress, such as heat shock. Given that polyP has been preciously conserved in all organisms during evolution it seems to play a fundamental role. Since absence of polyP does not affect amastigote survival, it might be significant for promastigote existence in the sand fly vector.

Continuous electroencephalography in the medical intensive care unit.

OBJECTIVES: To examine predictors and the prognostic value of electrographic seizures (ESZs) and periodic epileptiform discharges (PEDs) in medical intensive care unit (MICU) patients without a primary acute neurologic condition. DESIGN: Retrospective study. SETTING: MICU in a university hospital. PATIENTS: A total of 201 consecutive patients admitted to the MICU between July 2004 and January 2007 without known acute neurologic injury and who underwent continuous electroencephalography monitoring (cEEG) for investigation of possible seizures or changes in mental status. INTERVENTION: None. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Median time from intensive care unit (ICU) admission to cEEG was 1 day (interquartile range 1-4). The majority of patients (60%) had sepsis as the primary admission diagnosis and 48% were comatose at the time of cEEG. Ten percent (n = 21) of patients had ESZs, 17% (n = 34) had PEDs, 5% (n = 10) had both, and 22% (n = 45) had either ESZs or PEDs. Seizures during cEEG were purely electrographic (no detectable clinical correlate) in the majority (67%) of patients. Patients with sepsis had a higher rate of ESZs or PEDs than those without sepsis (32% vs. 9%, p < 0.001). On multivariable analysis, sepsis at ICU admission was the only significant predictor of ESZs or PEDs (odds ratio 4.6, 95% confidence interval 1.9-12.7, p = 0.002). After controlling for age, coma, and organ dysfunction, the presence of ESZs or PEDs was associated with death or severe disability at hospital discharge (89% with ESZs or PEDs, vs. 39% if not; odds ratio 19.1, 95% confidence interval 6.3-74.6, p < 0.001). CONCLUSION: In this retrospective study of MICU patients monitored with cEEG, ESZs and PEDs were frequent, predominantly in patients with sepsis. Seizures were mainly nonconvulsive. Both seizures and periodic discharges were associated with poor outcome. Prospective studies are warranted to determine more precisely the frequency and clinical impact of nonconvulsive seizures and periodic discharges, particularly in septic patients.

The SM protein Vps33 and the t-SNARE H(abc) domain promote fusion pore opening.

Intracellular membrane fusion proceeds via distinct stages of membrane docking, hemifusion and fusion pore opening and depends on interacting families of Rab, SNARE and SM proteins. Trans-SNARE complexes dock the membranes in close apposition. Efficient fusion requires further SNARE-associated proteins. They might increase the number of trans-SNARE complexes or the fusogenic potential of a single SNARE complex. We investigated the contributions of the SM protein Vps33 to hemifusion and pore opening between yeast vacuoles. Mutations in Vps33 that weaken its interactions with the SNARE complex allowed normal trans-SNARE pairing and lipid mixing but retarded content mixing. Deleting the H(abc) domain of the vacuolar t-SNARE Vam3, which interacts with Vps33, had the same effect. This suggests that SM proteins promote fusion pore opening by enhancing the fusogenic activity of a SNARE complex. They should thus be considered integral parts of the fusion machinery.

The major genetic determinants of HIV-1 control affect HLA class I peptide presentation.

Infectious and inflammatory diseases have repeatedly shown strong genetic associations within the major histocompatibility complex (MHC); however, the basis for these associations remains elusive. To define host genetic effects on the outcome of a chronic viral infection, we performed genome-wide association analysis in a multiethnic cohort of HIV-1 controllers and progressors, and we analyzed the effects of individual amino acids within the classical human leukocyte antigen (HLA) proteins. We identified >300 genome-wide significant single-nucleotide polymorphisms (SNPs) within the MHC and none elsewhere. Specific amino acids in the HLA-B peptide binding groove, as well as an independent HLA-C effect, explain the SNP associations and reconcile both protective and risk HLA alleles. These results implicate the nature of the HLA-viral peptide interaction as the major factor modulating durable control of HIV infection.

A new electrocardiographic criteria for discriminating between Brugada types 2 and 3 patterns and incomplete right bundle branch block

Le syndrome de Brugada, une affection rythmique du sujet jeune potentiellement fatale, se manifeste sur l'ECG par un bloc de branche droit (BBD) complet, avec sus-décalage majeur du segment ST et inversion des ondes Τ de V1 à V3 appelé pattern de type 1. Cette présentation peut être intermittente. Les manifestations incomplètes du syndrome de Brugada sont appelées patterns de types 2 ou 3, et sont caractérisées par un BBD incomplet et un sus-décalage ST plus ou moins prononcé dans les dérivations V-, et V2 de l'ECG. Cette description, cependant, est aussi celle du BBD incomplet fréquemment rencontré chez les sujets jeunes, de moins de 40 ans, et présent dans 3% de la population. Bo nombre de ces sujets sont donc référés pour une recherche de syndrome de Brugada. Le but de cette thèse est donc d'évaluer de nouveaux critères permettant de discriminer les BBD incomplets, banals, des sujets porteurs d'un syndrome de Brugada de types 2 ou 3. Trente-huit patients avec un pattern de Brugada de types 2 et 3, référés pour un test médicamenteux utilisant un antiarythmique révélant un pattern de type 1 chez les sujets porteurs, ont été inclus dans l'étude. Avant le test médicamenteux, deux angles ont été mesurés sur les dérivations Vi et/ou V2 : a, l'angle entre une ligne verticale et la descente de l'onde r', et β, l'angle entre la montée de l'onde S et la descente de l'onde r'. Les mesure à l'état basai des deux angles, seules ou combinées avec la durée du QRS, on été comparées entre les patients avec une épreuve pharmacologique positive et ceux dont l'épreuve s'est révélée négative (i.e. servant de groupe contrôle car porteur d'un véritable BBD incomplet). Des courbes ROC ont été établies afin de déterminer les valeurs d'angles les plus discriminantes. La moyenne des angles β était significativement plus petite chez les 14 patients avec un test pharmacologique négatif comparé aux 24 patients avec un test positif. La valeur optimale pour l'angle β était de 58°, ce qui donnait une valeur prédictive positive de 73% et une valeur prédictive négative de 97% pour une conversion en pattern de type 1 lors du test pharmacologique. L'angle α était un peu moins sensible et spécifique que β. Quand les angles étaient combinés à la durée du QRS, on observait une discrète amélioration de la discrimination entre les deux populations. Notre travail permet donc, chez des patients suspects d'un syndrome de Brugada, de discriminer entre un BBD incomplet et les patterns de Brugada types 2 et 3 en utilisant un critère simple basé sur l'ECG de surface potentiellement applicable au lit du patient

Early onset collagen VI myopathies: Genetic and clinical correlations.

OBJECTIVE: Mutations in the genes encoding the extracellular matrix protein collagen VI (ColVI) cause a spectrum of disorders with variable inheritance including Ullrich congenital muscular dystrophy, Bethlem myopathy, and intermediate phenotypes. We extensively characterized, at the clinical, cellular, and molecular levels, 49 patients with onset in the first 2 years of life to investigate genotype-phenotype correlations. METHODS: Patients were classified into 3 groups: early-severe (18%), moderate-progressive (53%), and mild (29%). ColVI secretion was analyzed in patient-derived skin fibroblasts. Chain-specific transcript levels were quantified by quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (qRT-PCR), and mutation identification was performed by sequencing of complementary DNA. RESULTS: ColVI secretion was altered in all fibroblast cultures studied. We identified 56 mutations, mostly novel and private. Dominant de novo mutations were detected in 61% of the cases. Importantly, mutations causing premature termination codons (PTCs) or in-frame insertions strikingly destabilized the corresponding transcripts. Homozygous PTC-causing mutations in the triple helix domains led to the most severe phenotypes (ambulation never achieved), whereas dominant de novo in-frame exon skipping and glycine missense mutations were identified in patients of the moderate-progressive group (loss of ambulation). INTERPRETATION: This work emphasizes that the diagnosis of early onset ColVI myopathies is arduous and time-consuming, and demonstrates that quantitative RT-PCR is a helpful tool for the identification of some mutation-bearing genes. Moreover, the clinical classification proposed allowed genotype-phenotype relationships to be explored, and may be useful in the design of future clinical trials.

Time-lapse and probabilistic inversion strategies for plane-wave electromagnetic data.

L'utilisation efficace des systèmes géothermaux, la séquestration du CO2 pour limiter le changement climatique et la prévention de l'intrusion d'eau salée dans les aquifères costaux ne sont que quelques exemples qui démontrent notre besoin en technologies nouvelles pour suivre l'évolution des processus souterrains à partir de la surface. Un défi majeur est d'assurer la caractérisation et l'optimisation des performances de ces technologies à différentes échelles spatiales et temporelles. Les méthodes électromagnétiques (EM) d'ondes planes sont sensibles à la conductivité électrique du sous-sol et, par conséquent, à la conductivité électrique des fluides saturant la roche, à la présence de fractures connectées, à la température et aux matériaux géologiques. Ces méthodes sont régies par des équations valides sur de larges gammes de fréquences, permettant détudier de manières analogues des processus allant de quelques mètres sous la surface jusqu'à plusieurs kilomètres de profondeur. Néanmoins, ces méthodes sont soumises à une perte de résolution avec la profondeur à cause des propriétés diffusives du champ électromagnétique. Pour cette raison, l'estimation des modèles du sous-sol par ces méthodes doit prendre en compte des informations a priori afin de contraindre les modèles autant que possible et de permettre la quantification des incertitudes de ces modèles de façon appropriée. Dans la présente thèse, je développe des approches permettant la caractérisation statique et dynamique du sous-sol à l'aide d'ondes EM planes. Dans une première partie, je présente une approche déterministe permettant de réaliser des inversions répétées dans le temps (time-lapse) de données d'ondes EM planes en deux dimensions. Cette stratégie est basée sur l'incorporation dans l'algorithme d'informations a priori en fonction des changements du modèle de conductivité électrique attendus. Ceci est réalisé en intégrant une régularisation stochastique et des contraintes flexibles par rapport à la gamme des changements attendus en utilisant les multiplicateurs de Lagrange. J'utilise des normes différentes de la norme l2 pour contraindre la structure du modèle et obtenir des transitions abruptes entre les régions du model qui subissent des changements dans le temps et celles qui n'en subissent pas. Aussi, j'incorpore une stratégie afin d'éliminer les erreurs systématiques de données time-lapse. Ce travail a mis en évidence l'amélioration de la caractérisation des changements temporels par rapport aux approches classiques qui réalisent des inversions indépendantes à chaque pas de temps et comparent les modèles. Dans la seconde partie de cette thèse, j'adopte un formalisme bayésien et je teste la possibilité de quantifier les incertitudes sur les paramètres du modèle dans l'inversion d'ondes EM planes. Pour ce faire, je présente une stratégie d'inversion probabiliste basée sur des pixels à deux dimensions pour des inversions de données d'ondes EM planes et de tomographies de résistivité électrique (ERT) séparées et jointes. Je compare les incertitudes des paramètres du modèle en considérant différents types d'information a priori sur la structure du modèle et différentes fonctions de vraisemblance pour décrire les erreurs sur les données. Les résultats indiquent que la régularisation du modèle est nécessaire lorsqu'on a à faire à un large nombre de paramètres car cela permet d'accélérer la convergence des chaînes et d'obtenir des modèles plus réalistes. Cependent, ces contraintes mènent à des incertitudes d'estimations plus faibles, ce qui implique des distributions a posteriori qui ne contiennent pas le vrai modèledans les régions ou` la méthode présente une sensibilité limitée. Cette situation peut être améliorée en combinant des méthodes d'ondes EM planes avec d'autres méthodes complémentaires telles que l'ERT. De plus, je montre que le poids de régularisation des paramètres et l'écart-type des erreurs sur les données peuvent être retrouvés par une inversion probabiliste. Finalement, j'évalue la possibilité de caractériser une distribution tridimensionnelle d'un panache de traceur salin injecté dans le sous-sol en réalisant une inversion probabiliste time-lapse tridimensionnelle d'ondes EM planes. Etant donné que les inversions probabilistes sont très coûteuses en temps de calcul lorsque l'espace des paramètres présente une grande dimension, je propose une stratégie de réduction du modèle ou` les coefficients de décomposition des moments de Legendre du panache de traceur injecté ainsi que sa position sont estimés. Pour ce faire, un modèle de résistivité de base est nécessaire. Il peut être obtenu avant l'expérience time-lapse. Un test synthétique montre que la méthodologie marche bien quand le modèle de résistivité de base est caractérisé correctement. Cette méthodologie est aussi appliquée à un test de trac¸age par injection d'une solution saline et d'acides réalisé dans un système géothermal en Australie, puis comparée à une inversion time-lapse tridimensionnelle réalisée selon une approche déterministe. L'inversion probabiliste permet de mieux contraindre le panache du traceur salin gr^ace à la grande quantité d'informations a priori incluse dans l'algorithme. Néanmoins, les changements de conductivités nécessaires pour expliquer les changements observés dans les données sont plus grands que ce qu'expliquent notre connaissance actuelle des phénomenès physiques. Ce problème peut être lié à la qualité limitée du modèle de résistivité de base utilisé, indiquant ainsi que des efforts plus grands devront être fournis dans le futur pour obtenir des modèles de base de bonne qualité avant de réaliser des expériences dynamiques. Les études décrites dans cette thèse montrent que les méthodes d'ondes EM planes sont très utiles pour caractériser et suivre les variations temporelles du sous-sol sur de larges échelles. Les présentes approches améliorent l'évaluation des modèles obtenus, autant en termes d'incorporation d'informations a priori, qu'en termes de quantification d'incertitudes a posteriori. De plus, les stratégies développées peuvent être appliquées à d'autres méthodes géophysiques, et offrent une grande flexibilité pour l'incorporation d'informations additionnelles lorsqu'elles sont disponibles. -- The efficient use of geothermal systems, the sequestration of CO2 to mitigate climate change, and the prevention of seawater intrusion in coastal aquifers are only some examples that demonstrate the need for novel technologies to monitor subsurface processes from the surface. A main challenge is to assure optimal performance of such technologies at different temporal and spatial scales. Plane-wave electromagnetic (EM) methods are sensitive to subsurface electrical conductivity and consequently to fluid conductivity, fracture connectivity, temperature, and rock mineralogy. These methods have governing equations that are the same over a large range of frequencies, thus allowing to study in an analogous manner processes on scales ranging from few meters close to the surface down to several hundreds of kilometers depth. Unfortunately, they suffer from a significant resolution loss with depth due to the diffusive nature of the electromagnetic fields. Therefore, estimations of subsurface models that use these methods should incorporate a priori information to better constrain the models, and provide appropriate measures of model uncertainty. During my thesis, I have developed approaches to improve the static and dynamic characterization of the subsurface with plane-wave EM methods. In the first part of this thesis, I present a two-dimensional deterministic approach to perform time-lapse inversion of plane-wave EM data. The strategy is based on the incorporation of prior information into the inversion algorithm regarding the expected temporal changes in electrical conductivity. This is done by incorporating a flexible stochastic regularization and constraints regarding the expected ranges of the changes by using Lagrange multipliers. I use non-l2 norms to penalize the model update in order to obtain sharp transitions between regions that experience temporal changes and regions that do not. I also incorporate a time-lapse differencing strategy to remove systematic errors in the time-lapse inversion. This work presents improvements in the characterization of temporal changes with respect to the classical approach of performing separate inversions and computing differences between the models. In the second part of this thesis, I adopt a Bayesian framework and use Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulations to quantify model parameter uncertainty in plane-wave EM inversion. For this purpose, I present a two-dimensional pixel-based probabilistic inversion strategy for separate and joint inversions of plane-wave EM and electrical resistivity tomography (ERT) data. I compare the uncertainties of the model parameters when considering different types of prior information on the model structure and different likelihood functions to describe the data errors. The results indicate that model regularization is necessary when dealing with a large number of model parameters because it helps to accelerate the convergence of the chains and leads to more realistic models. These constraints also lead to smaller uncertainty estimates, which imply posterior distributions that do not include the true underlying model in regions where the method has limited sensitivity. This situation can be improved by combining planewave EM methods with complimentary geophysical methods such as ERT. In addition, I show that an appropriate regularization weight and the standard deviation of the data errors can be retrieved by the MCMC inversion. Finally, I evaluate the possibility of characterizing the three-dimensional distribution of an injected water plume by performing three-dimensional time-lapse MCMC inversion of planewave EM data. Since MCMC inversion involves a significant computational burden in high parameter dimensions, I propose a model reduction strategy where the coefficients of a Legendre moment decomposition of the injected water plume and its location are estimated. For this purpose, a base resistivity model is needed which is obtained prior to the time-lapse experiment. A synthetic test shows that the methodology works well when the base resistivity model is correctly characterized. The methodology is also applied to an injection experiment performed in a geothermal system in Australia, and compared to a three-dimensional time-lapse inversion performed within a deterministic framework. The MCMC inversion better constrains the water plumes due to the larger amount of prior information that is included in the algorithm. The conductivity changes needed to explain the time-lapse data are much larger than what is physically possible based on present day understandings. This issue may be related to the base resistivity model used, therefore indicating that more efforts should be given to obtain high-quality base models prior to dynamic experiments. The studies described herein give clear evidence that plane-wave EM methods are useful to characterize and monitor the subsurface at a wide range of scales. The presented approaches contribute to an improved appraisal of the obtained models, both in terms of the incorporation of prior information in the algorithms and the posterior uncertainty quantification. In addition, the developed strategies can be applied to other geophysical methods, and offer great flexibility to incorporate additional information when available.