Bilan 2015 du dispositif national de surveillance de la santé des mollusques marins

Depuis 1992, la surveillance de la santé des mollusques marins du littoral français est assurée par le réseau de Pathologie des Mollusques (Repamo). Ses activités s’inscrivent dans le cadre de la Directive Européenne 2006/88/CE. Depuis son évaluation par la plateforme nationale d’épidémiosurveillance en santé animale en 2012, l’objectif de surveillance est la détection précoce des infections dues à des organismes pathogènes exotiques et émergents affectant les mollusques marins sauvages et d’élevage. L’année 2015 est la première année de transition pour laquelle un début d’évolution des modalités de surveillance de la santé des mollusques marins animées par l’Ifremer a été amorcé. Un dispositif hybride de surveillance a été mis en place, s’appuyant sur l’existant et intégrant des débuts d’évolution. La surveillance événementielle a constitué l’activité principale du dispositif en 2015 et s’est appuyée sur des réseaux existants : (1) la surveillance des mortalités observées sur des animaux sentinelles déployés sur les sites ateliers des réseaux Ifremer RESCO 2 (12 sites) pour l’huître creuse Crassostrea gigas et MYTILOBS 2 (8 sites) pour la moule bleue Mytilus edulis. Pour l’huître creuse Crassostrea gigas, la mortalité cumulée moyenne était de 50,3% (écart-type 10,9%) pour le naissain standardisé Ifremer (NSI), de 11,0% (écart-type 9,1%) pour les huîtres de 18 mois et de 7,3% (écart-type 5,6%) pour les huîtres de 30 mois. Les mortalités ont été observées principalement entre le début du mois de mai et la mi-juillet. Lors de ces épisodes de mortalité, des prélèvements d’animaux ont été réalisés en vue d’analyses diagnostiques : 7 prélèvements pour le NSI, 2 pour les huîtres de 18 mois et 1 pour les huîtres de 30 mois. Aucun agent réglementé n’a été détecté dans les échantillons d’huîtres creuses prélevés et analysés. Le virus OsHV-1 a été détecté dans les 7 échantillons analysés de NSI, dans 2 échantillons analysés d’huîtres de 18 mois et dans 1 échantillon analysé d’huîtres de 30 mois. La bactérie Vibrio aestuarianus a été détectée dans 5 échantillons analysés de NSI, dans 1 échantillon d’huîtres de 18 mois et dans 1’échantillon d’huîtres de 30 mois. Pour la moule bleue Mytilus edulis, des mortalités cumulées variant de 9% sur le site du Vivier à 51% sur le site des filières du Pertuis Breton ont été estimées. Les mortalités ont été observées au printemps sur des moules âgées d’une année et en automne sur des moules plus jeunes. Lors de ces épisodes de mortalités, des prélèvements d’animaux ont été réalisés en vue d’analyses diagnostiques : 2 prélèvements pour les moules d’une année et 1 pour les jeunes moules. Ces prélèvements ont eu lieu dans le Pertuis Breton. Aucun agent réglementé n’a été détecté dans les échantillons de moules prélevés et analysés. Des bactéries du groupe Splendidus ont été détectées dans les 3 échantillons de moules analysés. (2) la surveillance s’appuyant sur les déclarations de mortalités de mollusques par les conchyliculteurs et pêcheurs à pied professionnels auprès des Directions départementales des territoires et de la mer (DDTM). Cette modalité s’applique aux huîtres creuses et aux moules bleues lorsqu’il n’existe pas de site atelier RESCO 2 ou MYTILOBS 2 dans la zone où des mortalités sont déclarées par les conchyliculteurs ou pêcheurs à pied. Le réseau REPAMO 2 a réalisé 22 interventions, dont 15 pour les moules Mytilus edulis, 4 pour les coques Cerastoderma edule, 2 pour les palourdes Ruditapes sp. et 1pour les coquilles saint Jacques Pecten maximus. La recherche d’agents infectieux dans ces espèces de mollusques prélevés lors de hausse de mortalité a permis de mettre en évidence les parasites réglementés Perkinsus olseni dans 1 lot de palourdes, et Marteilia refringens dans 4 lots de moules, ainsi que le virus OsHV-1 dans 1 lot de palourdes et 1 lot de coques, la bactérie Vibrio aestuarianus dans 3 lots de coques, et des bactéries du groupe Splendidus dans 3 lots de coques et dans 13 lots de moules. L’année 2015 a également permis la démonstration sur un site atelier d’un exercice de surveillance programmée, ciblée et fondée sur les risques d’introduction et d’installation d’un organisme pathogène exotique. Elle a concerné le parasite Mikrocytos mackini de l’huître creuse Crassostrea gigas, sur un site atelier de la Charente-Maritime, suivi par le réseau RESCO 2. Le parasite Mikrocytos mackini n’a pas été détecté. En revanche, le parasite Marteilia refringens a été détecté dans ¾ des prélèvements d’huîtres réalisés. Dans le cadre du soutien scientifique et technique de l’évolution de la surveillance événementielle, l’année 2015 a également permis de poursuivre la démarche relative aux développements méthodologiques en lien avec la surveillance événementielle des mortalités de mollusques marins. Une étude de faisabilité de la recherche prospective de regroupements spatio-temporels d’événements de mortalités d’huîtres creuses a été préparée en collaboration avec tous les acteurs de la santé des mollusques marins en Normandie. Un outil de collecte et d’analyse des données de signalements des mortalités, automatisé, simple d’utilisation et flexible, a été élaboré.

Mortalités de moules bleues dans les Pertuis Charentais: description et facteurs liés – MORBLEU

Depuis 2014, des surmortalités anormales affectent les cheptels mytilicoles tant adultes que juvéniles avec des mortalités massives pouvant atteindre 100% (Béchemin et al. 2015). Les objectifs généraux de ce projet sont d’identifier des facteurs potentiellement corrélés avec les mortalités de moules observées dans les Pertuis Charentais: facteurs environnementaux biotiques, abiotiques et hydrodynamiques) et facteurs intrinsèques aux animaux (traits d'histoire de vie, qualité cytogénétique et physiologie). Après une introduction bibliographique complète, différentes questions sont ici abordées. 1. Historique des mortalités 2014-2015 ? Grâce { différentes sources d’information nous avons pu retracer les évènements de mortalités de 2014 et 2015 et valider l’échantillonnage réalisé en 2015 dans Morbleu (au niveau temporel et spatial). 2. Les mortalités 2014 et 2015 sont-elles exceptionnelles ? Existe-t-il un lien avec les fluctuations environnementales ? Pour cela, nous avons porté un regard rétrospectif sur 15 années de données acquises dans les réseaux portés par Ifremer afin de définir un niveau de mortalité « anormale » et d’explorer de potentiels liens avec les fluctuations environnementales. Nous avons pu observer que (1) les épisodes de mortalités de 2014 et 2015 peuvent être qualifiés d’exceptionnels, (2) ils sont survenus dans des conditions climatiques plutôt chaudes et pluvieuses associées à des indices de diversité phytoplanctoniques bas (nombre de taxons et équilibre quantitatif entre ces taxons). 3. Dans quelles conditions les mortalités de moules sont-elles survenues en 2015 ? Nous présentons ici dispositif mis en place sur nos 4 sites ateliers (Filière, Boyard, Eperon et Loix) et l’ensemble des échantillons et mesures collectées (environnement abiotique ou biotique, ou connectivité hydrodynamique des masses d’eaux). Cette action de recherche a nécessité 16 campagnes et aboutit à la bancarisation de 805 échantillons, certains prévelés au cours des mortalités observées sur les animaux déployés. Les mortalités observées en 2015 sont survenues dans un contexte environnemental abiotique différent de celui observé en 2014 (absence de dessalure comparable à celles observées en 2014, différence dans la contribution relative des fleuves aux masses d’eau). Néanmoins, les conditions hydrodynamiques et la connectivité entre les sites du Pertuis Breton et les côtes vendéennes sont quant à elle comparables entre ces 2 années. 4. Quelle(s) ont été la(les) espèce(s) ou population(s) de moules affectée(s) ? Différentes espèces et populations étant présentes sur les côtes française, nous avons cherché à préciser les ascendances génétiques sur des animaux moribonds et vivants prélevés (MORBLEU et mortalité déclarées MYTILOBS-2). Pour 99% d’entre eux, les animaux analysés ont pu être affiliés au fond génétique M. edulis européen du Golf de Gascogne. Toutefois la présence d’ascendance trossulus sur certains individus est à considérer. Avec les marqueurs utilisés, aucune différence génétique entre les animaux moribonds et survivants n’a pas être observée, les mortalités touchant certains hybrides edulis/galloprovincialis en proportion identique à celle de M. edulis. 5. Quelle était la qualité cytogénétique des animaux en 2015 ? Pourrait-il exister un lien avec les mortalités observées ? Nous avons échantillonné des animaux prélevés sur 7 sites mytilicoles avant et après la mortalité de l’année 2015. Les analyses de la qualité cytogénétique de ces animaux est toujours en cours. 6. Ces animaux étaient-ils dans des conditions physiologiques particulières ? des échantillons de moules vivantes, collectés avant, après et au cours des mortalités, sur des sites impactés et peu/pas impactés ont été analysés par une approche transcriptomique à haut débit (RNA-seq). L’échantillonnage 2015 ayant été tardif dans l’année (prélèvements jusqu’en juillet 2015), la réalisation de l’approche transcriptomique a été retardée. Le traitement des données de séquençage est encore en cours d’analyse. Ainsi cette année nous a permis (1) de confronter les données environnementales à 15 années de mesures, (2) de mettre en place un dispositif et d’échantillonner au cours d’un épisode de mortalité, (3) de préciser le fond génétique des animaux affectés. Cependant les prélèvements ayant été tardifs, de nombreuses analyses sont encore en cours de traitement.

Qualité du milieu marin littoral

1-Inroduction générale (Extraits). L'IFREMER exerce de longue date des tâches de surveillance et de contrôle de la qualité du milieu marin et de ses ressources. Certaines de ces tâches le sont de façon très organisée et systématique, couvrant "en réseau" l'ensemble du littoral français. Le présent ouvrage dresse le bilan des résultats obtenus par trois de ces réseaux, en vue d'évaluer la qualité actuelle des eaux littorales, mission à laquelle ils sont dédiés : le Réseau National d'Observation de la Qualité du Milieu Marin (RNO), le réseau de surveillance du phytoplancton (REPHY) et le réseau de surveillance microbiologique (REMI ). Le RNO a été mis en place en 1974 par le Ministère de l'Environnement avec pour premier objectif l'évaluation des niveaux et des tendances des polluants et des paramètres généraux de la qualité du milieu marin. Mais cette activité ne peut se concevoir sans une surveillance des effets biologiques de la qualité du milieu. Ce deuxième objectif de surveillance vise à évaluer l'état de santé de la flore et de la faune marines par la mesure de la réponse de ces organismes à des perturbations de la qualité du milieu. Il a été introduit en 1987 dans les programmes du RNO. Toutefois, les résultats n'en sont encore que préliminaires et ne sont pas présentés ici. La création du REPHY a fait suite aux intoxications par les coquillages observées en 1983. Ce réseau fait le suivi des populations phytoplanctoniques, de leurs perturbations et de l'apparition d'espèces toxiques pour l'homme ou pour les animaux marins. Dès 1984, la majeure partie du littoral faisait l'objet de cette surveillance. Quant au REMI , il évalue les niveaux et les tendances de la contamination microbiologique du milieu et plus spécialement des zones de production conchylicole. Il résulte de la réorganisation opérée en 1989 des activités de contrôle de la salubrité des coquillages menées par l'IFREMER. Cette réorganisation a eu pour objectif de permettre une appréciation plus globale de la qualité microbiologique du milieu, tout en fournissant les éléments contribuant à la protection du consommateur. Les résultats de surveillance du mi lieu portent au total sur une vingtaine de paramètres qui définissent plusieurs types de qualité environnementale : qualité générale des masses d'eaux par la température, la salinité, les sels nutritifs (nitrate, phosphate ... ), la chlorophylle ; contamination du milieu par des métaux (mercure, cadmium, plomb ... ) et des composés organiques toxiques (PCB, pesticides ... ), mesurés dans certains organismes sentinelles (moule, huître ... ) ; fréquence d'apparition dans les masses d'eaux d'espèces phytoplanctoniques toxiques représentées ici par Dinophysis et Alexandrium, et risques de toxicité effective des coquillages ; contamination du milieu par les bactéries d'origine terrestre, représentées ici par les coliformes fécaux mesurés dans les moules et les huîtres. …

Un registre collaboratif (praticiens, chercheurs, étudiants, habitants) de penser et faire la ville

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ECOSCOPA. Evaluer la qualité des écosystèmes conchylicoles en lien avec les pressions climatiques et anthropiques. Rapport annuel campagne 2015

Le réseau ECOSCOPA, co-financé par la DPMA, a pour objectif de développer un outil permettant de mesurer, à plusieurs échelles, des paramètres environnementaux et biologiques en lien avec la croissance et la survie d’huîtres creuses en élevage. Sur l’année 2015 et afin de préparer de façon concertée ce projet, il a été proposé dans un premier temps de renforcer la synergie existante entre les réseaux RESCO et VELYGER afin de disposer d’un suivi proactif du cycle complet de production de l’huître (incluant le captage, la croissance, la reproduction, les éventuelles mortalités) à partir d’animaux communs sur différents sites ateliers, en lien avec l’acquisition de descripteurs environnementaux et physiologiques susceptibles d’influencer chacune de ces traits de vie. En complément du fonctionnement des réseaux VELYGER et RESCO II, le projet ECOSCOPA a donc pris en charge le dispositif de déploiement et de suivi bimensuel d’huîtres sentinelles sur 6 sites (Arcachon, Marennes Oléron, Baie de Bourgneuf, Rade de Brest, Etang de Thau, Rivière de Pénerf). Plus précisément, ECOSCOPA a suivi les paramètres biologiques de survie et de croissance, sur ces six sites ateliers. Les huîtres sentinelles(identiques à celles utilisées par le réseau RESCO II) correspondant à 3 classes d’âge d’huîtres creuses (« 6 mois », « 18 mois » et « 30 mois ») ont été déployées et suivies de manière synchrone sur l’ensemble des sites, selon le même calendrier que celui établie pour RESCO II. Les descripteurs environnementaux ont été obtenus grâce à des enregistrements en haute fréquence de la température, de la pression et de la salinité, réalisés sur l'ensemble des 6 sites au moyen de sondes SMATCH permettant la transmission en temps réel de ces paramètres sur un serveur dédié. La totalité des sites ateliers équipés avec ce type de sondes, en complément des sondes de type STPS prévues par le réseau RESCO II, apermis d'assurer une prise de données sans discontinuité pendant les opérations d'entretien.Les données sur les populations phytoplanctoniques ont été acquises grâce aux points de suivi du réseau REPHY là où ces points existent. Des prélèvements additionnels ont été réalisés dans le cas contraire via des partenaires extérieurs. Enfin, des descripteurs physiologiques ont été acquis dans cette étude afin de qualifier le statut physiologique de l’huître en lien avec les variations de l’environnement. Plus précisément, une étude spécifique permettant d’approfondir les résultats acquis dans le cadre de l’expérimentation PHYSITU en 2014, a été réalisée. En effet, dans cette étude, des mesures d’expression de gènes impliqués dans la réponse des naissains aux mortalités ont été réalisées afin de qualifier l’évolution du statut physiologique de l’huître avant, pendant, et après les mortalités. Cette action a permis, entre autre, d’identifier 4 gènes d’intérêt, dont l’expression varie significativement selon les périodes avant et après mortalité. L’action ECOSCOPA a donc pris en charge la poursuite de cette étude afin de tester l’intérêt de ces marqueurs en tant qu’indicateur précoce de la réponse de l’huître face aux agents pathogènes, et de valider si ces marqueurs pourraient être utilisés à plus large échelle pour la surveillance de la qualité des écosystèmes côtiers.

Observer, Analyser et Gérer la variabilité de la reproduction et du recrutement de l’huître creuse en France : Le Réseau Velyger. Rapport annuel 2015

La conchyliculture, et principalement l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas, constitue la principale activité aquacole française. Cette activité repose, en grande partie, sur le recrutement naturel de l’espèce qui assure 60 à 70% des besoins en jeunes huîtres (naissain) : cette activité de collecte s’appelle le captage. Les deux principaux centres de captage en France sont les bassins d’Arcachon et de Marennes-Oléron. Or, depuis une dizaine d'années, sur le bassin d'Arcachon, le captage devient très variable: à des années de captage nul (par exemple 2002, 2005, 2007) ou faible (2009, 2010, 2011) succèdent des années excellentes voire pléthoriques (2003, 2006, 2008, 2012, 2014). A Marennes-Oléron, cette variabilité existe, mais s’avère beaucoup moins marquée. En outre, à la faveur du lent réchauffement des eaux, le captage peut désormais se pratiquer de plus en plus vers le nord. Ainsi, la baie de Bourgneuf, mais aussi la rade de Brest sont devenues, depuis quelques années, des secteurs où un nombre croissant d’ostréiculteurs pratiquent le captage avec succès, mais avec, là aussi, des irrégularités dans le recrutement qu’il convient de comprendre. Enfin, depuis la crise des mortalités de 2008, il se développe aussi sur la lagune de Thau une volonté de pratiquer le captage. Afin de mieux comprendre les facteurs de variations du captage, l’Ifremer a mis en place, à la demande du Comité National de la Conchyliculture, un réseau national de suivi de la reproduction : le Réseau Velyger. Créé en 2008 sur financements européens et financé désormais par la Direction des Pêches Maritimes et de l’Aquaculture, ce réseau apporte, chaque année, sur les écosystèmes cités précédemment, une série d’indicateurs biologiques (maturation, fécondité, date de ponte, abondance et survie larvaire, intensité du recrutement, survie du naissain) dont l’analyse croisée avec des indicateurs hydrologiques et climatiques permet progressivement de mieux appréhender les causes de variabilité du recrutement de l’huître creuse en France, modèle biologique et espèce clé de la conchyliculture française. Ce rapport présente donc les résultats 2015 de ce réseau d’observation et fait appel, pour la partie hydro-climatique, à des données acquises par d’autres réseaux régionaux et nationaux. Il détaille et analyse par site toutes les caractéristiques du cycle de reproduction de l’huître creuse : maturation et fécondité des adultes, période de ponte, abondance et survie des larves, intensité du captage et mortalités précoces. Il fournit ensuite une interprétation et une synthèse des résultats 2015 à la lueur des résultats des années antérieures. Ainsi, pour l’année 2015, on retient les faits majeurs suivants : • Sur le plan hydro-climatique, cette année se caractérise par un hiver doux et un printemps dans les normales, suivis d’un été là aussi très proches des normales à quelques exceptions près : l’étang de Thau affiche tout au long de l’été des températures largement excédentaires. Compte tenu d’une pluviométrie là aussi proche des normales, les concentrations en phytoplancton sont restées à un niveau moyen de la rade de Brest aux pertuis charentais et plutôt déficitaires dans le bassin d’Arcachon et la lagune de Thau. • En termes de biologie, ces conditions hydro-climatiques se sont traduites, chez les populations d’huîtres adultes, par des indices de condition, proxy de la fécondité, généralement proches des moyennes, avec toujours l’existence d’un gradient nord-sud observé chaque année, corrélativement à la concentration en phytoplancton. En outre, l’absence d’excédent thermique au printemps et en début d’été n’a pas permis de ponte précoce (à l’exception de la lagune de Thau), elle a même été plutôt tardive surtout dans le bassin d’Arcachon. • Sur la façade atlantique, les températures de l’eau lors du développement larvaire des principales cohortes ont été plutôt basses (inférieures à 20°C en rade de Brest et inférieures à 21°C ailleurs) et donc la vitesse de croissance larvaire a été ralentie et la survie amoindrie. Les rendements larvaires ont été effectivement très bas (e.g. 0,002 % à Arcachon). In fine, il y a eu peu de larves grosses dans l’eau, ce qui s’est traduit par un captage faible à modéré. Une exception tout de même : dans la lagune de Thau, les températures caniculaires tout au long de l’été ont permis une concentration moyenne de larves ‘grosses’ modérée (80 larves/1,5m3). Cependant, les méthodes et les techniques de captage sont encore en cours d’optimisation sur ce secteur et cette année, malgré cette présence de larves grosses, le captage est resté faible (< 10 naissains par coupelle à l’automne). • En conséquence, l’année 2015, se caractérise par un captage globalement « faible à modéré » dans tous les secteurs s’échelonnant autour de 10 naissains/coupelle dans la lagune de Thau et en baie de Bourgneuf à plus de 200 naissains/coupelle dans les pertuis charentais. Enfin, à partir de l’ensemble des résultats acquis depuis 2008, ce rapport fournit en conclusion une série de recommandations à prendre en compte pour préserver le captage dans les années à venir.

Qualification des données acquises par la station de mesure MOLIT en baie de Vilaine entre mars et octobre 2015

Ce rapport présente les éléments qui ont conduit à la qualification des données acquises en 2015 par la station de mesure haute fréquence MOLIT (Mer Ouverte Littoral). La bouée MOLIT est déployée depuis 2008 en baie de Vilaine, une des zones de la côte atlantique les plus menacées par l’eutrophisation. Cette bouée instrumentée constitue un des systèmes de mesure du réseau de mesure haute fréquence Ifremer HOSEA (High frequency Observation network for the environment in coastal SEAs). Cette station est équipée d’une sonde multiparamètre qui mesure les paramètres température, salinité, oxygène dissous, turbidité et fluorescence. Les mesures sont effectuées à deux niveaux (surface et fond) avec une fréquence d’une mesure horaire. Ce rapport synthétise les informations qui ont permis de qualifier les données sur le site des réseaux eulériens d’Ifremer (Coriolis) : contrôles in-situ, historique des opérations de maintenance, constats de vérification des sondes avant et après campagne. Les données ont été qualifiées en quatre états : 1-BON, 2-MOYEN, 3-DOUTEUX, 4-MAUVAIS.

Le processus de thermo-érosion du pergélisol dans la zone de pergélisol continu

Les polygones à coin de glace sont très répandus dans la zone du pergélisol continu. Lorsque le ruissellement d’eau de fonte nivale s’infiltre de façon concentrée dans une cavité, il peut initier le processus de thermo-érosion du pergélisol (notamment des coins de glace) pouvant mener à la formation de ravins. Dans la vallée de Qalikturvik sur l’Ile Bylot (NU, Canada), le développement de ravins de thermo-érosion dans un milieu de polygones à coins de glace entraîne comme impact : i. la réorganisation des réseaux de drainage impliquant un assèchement des milieux humides en marge des chenaux d’érosion, ii. des variations dans le régime thermique et de l’humidité de proche-surface et iii. la prise en charge et le déplacement des sédiments vers l’extérieur du bassin-versant. L’objectif de cette thèse vise à approfondir les connaissances géomorphologiques propres au ravinement par thermo-érosion, d’examiner, caractériser et quantifier les impacts du ravinement (tel que sus-mentionné en i. ii. iii.) et le rôle de celui-ci dans une optique d’évolution du paysage périglaciaire à l’échelle temporelle de l’année à la décennie. Les ravins sont dynamiques : un ravin en particulier déclenché en 1999 et étudié depuis s’érodait à une vitesse de 38 à 50 m/a durant sa première décennie d’existence, pour atteindre une longueur totale de ~750 m et une surface érodée de ~25 000 m² en 2009. Des puits sont localisés près des zones de ravinement actives ; des levées alluviale, mares et polygones effondrés dans les zones stabilisées post-perturbation. Sur la terrasse de polygones recouvrant le plancher de la vallée au site à l’étude, 35 ravins furent identifiés et 1401 polygones furent perturbés avec 200 000 m³ de sols transportés. Une amélioration du drainage, une dégradation de la capacité de rétention de l’humidité, une transition d’un écoulement de ruissellement vers un écoulement canalisé caractérise les aires ravinées et leurs environs. Les polygones intacts sont homogènes d’un à l’autre et dans leurs centres ; les polygones perturbés ont une réponse hétérogène (flore, humidité et régime thermique). Les milieux érodés hétérogènes succèdent aux milieux homogènes et deviennent le nouvel état d’équilibre pour plusieurs décennies.

Dynamic Programming Approaches for Estimating and Applying Large-scale Discrete Choice Models

People go through their life making all kinds of decisions, and some of these decisions affect their demand for transportation, for example, their choices of where to live and where to work, how and when to travel and which route to take. Transport related choices are typically time dependent and characterized by large number of alternatives that can be spatially correlated. This thesis deals with models that can be used to analyze and predict discrete choices in large-scale networks. The proposed models and methods are highly relevant for, but not limited to, transport applications. We model decisions as sequences of choices within the dynamic discrete choice framework, also known as parametric Markov decision processes. Such models are known to be difficult to estimate and to apply to make predictions because dynamic programming problems need to be solved in order to compute choice probabilities. In this thesis we show that it is possible to explore the network structure and the flexibility of dynamic programming so that the dynamic discrete choice modeling approach is not only useful to model time dependent choices, but also makes it easier to model large-scale static choices. The thesis consists of seven articles containing a number of models and methods for estimating, applying and testing large-scale discrete choice models. In the following we group the contributions under three themes: route choice modeling, large-scale multivariate extreme value (MEV) model estimation and nonlinear optimization algorithms. Five articles are related to route choice modeling. We propose different dynamic discrete choice models that allow paths to be correlated based on the MEV and mixed logit models. The resulting route choice models become expensive to estimate and we deal with this challenge by proposing innovative methods that allow to reduce the estimation cost. For example, we propose a decomposition method that not only opens up for possibility of mixing, but also speeds up the estimation for simple logit models, which has implications also for traffic simulation. Moreover, we compare the utility maximization and regret minimization decision rules, and we propose a misspecification test for logit-based route choice models. The second theme is related to the estimation of static discrete choice models with large choice sets. We establish that a class of MEV models can be reformulated as dynamic discrete choice models on the networks of correlation structures. These dynamic models can then be estimated quickly using dynamic programming techniques and an efficient nonlinear optimization algorithm. Finally, the third theme focuses on structured quasi-Newton techniques for estimating discrete choice models by maximum likelihood. We examine and adapt switching methods that can be easily integrated into usual optimization algorithms (line search and trust region) to accelerate the estimation process. The proposed dynamic discrete choice models and estimation methods can be used in various discrete choice applications. In the area of big data analytics, models that can deal with large choice sets and sequential choices are important. Our research can therefore be of interest in various demand analysis applications (predictive analytics) or can be integrated with optimization models (prescriptive analytics). Furthermore, our studies indicate the potential of dynamic programming techniques in this context, even for static models, which opens up a variety of future research directions.

Urbanism as new corporatism

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L'image principale de profil, symbole de l'individu connecté

Depuis le début du XXIe siècle, un type particulier d’images a envahi l’espace public constitué par Internet : il s’agit des images principales de profil, ces images que les utilisateurs de sites de réseaux sociaux choisissent pour les représenter auprès des autres individus connectés. Comme le plus souvent il s’agit d’une image du corps de celui ou celle qui s’affiche ainsi, il est intéressant de s’intéresser à cette pratique en la rattachant à des pratiques plus anciennes. Dans un premier temps, cette étude présente donc une perspective socio-historique en notant la ressemblance de la pratique de l’image principale de profil avec celle de l’autoportrait et du portrait commandé. Cela permet de remarquer plusieurs points de rupture ou d’inflexion dans l’usage de ce type d’images, mais aussi d’en dégager les usages sociaux typiques. Ensuite, l’observation d’un lieu particulier d’Internet permet de tirer les conclusions suivantes : si l’usage principal de ces images est facile à expliquer, elles servent à symboliser une présence dans des lieux non accessibles aux corps sensibles, ces images montrent toujours des éléments qui permettent de déduire une position sociale et elles sont fondamentalement identiques aux images produites avant Internet. Ensuite, l’étude de ces images montre qu’il y a un véritable continuum dans la manière de dévoiler son intimité qui permet d’affirmer que la frontière entre public et privé n’existe pas sur Internet. Finalement, ces images montrent une absence de canon quant à leur production et une multiplicité des façons de se mettre en scène qui laissent à penser qu’elles sont devenues des symboles à part entière dans la communication qui peut s’établir entre des étrangers sur Internet.

La notion de « qualité » des publications dans l’évaluation de la recherche et des chercheurs en sciences humaines et sociales: Le potentiel de l’Open Access pour dépasser le paradoxe des prescriptions en matière de qualité et l’ambivalence de leur perception par les chercheurs en sciences de la communication

1. Un premier apport de notre travail consiste à proposer un cadre théorique, analytique et conceptuel original, permettant d'approcher la notion de qualité des publications en SHS (sciences humaines et sociales) et en sciences de la communication de façon à la fois holistique et dynamique, en tant qu'elle fait l'objet de descriptions et de jugements multiples, émis par une diversité de parties prenantes, au sein et en dehors des milieux académiques. Pour ce faire, il s'agira de considérer la qualité dans ses différentes dimensions constitutives (approche holistique) tout en l'inscrivant dans le cadre d'évolutions tendancielles en matière de publication scientifique (approche dynamique) et en tenant compte de la qualité telle qu'elle est prescrite, souhaitée et mise en oeuvre par les différentes parties prenantes (chercheurs et entités prescriptrices, aux niveaux politique et managérial). En croisant de façon systématique ces trois approches - approche multidimensionnelle, rapport aux prescrits et aux souhaits, et étude des évolutions tendancielles -, il s’avérera possible d'évaluer l'incidence des différentes tendances en matière de publication scientifique – i.e. tendances à la massification, à l'internationalisation, à l' « exotérisation » (i.e. à l'ouverture vers le monde extérieur, au-delà des pairs), à la « gestionnarisation » (i.e. à l'usage des publications dans la gestion dela recherche et des chercheurs, en particulier en situation d'évaluation), à la commercialisation et à l' « enlignement » (i.e. à la mise en ligne, sur Internet) – ainsi que des prescriptions managériales et politiques qui les initient, les stimulent ou les prolongent à des degrés divers, sur la qualité de l'activité même de publier, et sur celle des différents types génériques et spécifiques d'objets publiés.2. En appliquant cette triple approche aux SHS et, plus particulièrement, au cas des sciences de la communication, nous montrerons comment la plupart des évolutions tendancielles qui sont discutées ici ainsi que des prescrits politiques et managériaux qui y affèrent aboutissent à valoriser principalement, en situation d'évaluation de la recherche et des chercheurs, la publication d'un grand nombre d'articles dans des revues savantes internationales de premier plan, destinés avant tout aux pairs, et à dévaloriser les publications, ouvertes à des publics plus locaux, rédigées en langue vernaculaire, ou qui se consacreraient à la résolution de problèmes de société. En particulier, à la faveur de la tendance à la « gestionnarisation » des publications, l'article de revue savante internationale de premier plan, ainsi que les citations qui lui sont faites par les seuls pairs, sont posés en indicateurs de performance de tout premier plan, « fixant » ainsi les pratiques de recherche et de publication des chercheurs. Cette « fixion » sera d'autant plus marquée que les indicateurs bibliométriques, à l'échelon national, seront intégrés à des processus de financement public de la recherche fondés sur les performances, et que, à l'échelon international, les indicateurs joueront un rôle prépondérant dans l'établissement des rankings des universités ainsi que des benchmarks des systèmes nationaux et régionaux de recherche. Pour autant, des prescriptions politiques sont également édictées, principalement au niveau européen, dans l'optique de la mise en oeuvre, au sein de l'Espace européen de la recherche et, dans une moindre mesure, de l'Espace européen de l'enseignement supérieur, d'une économie de la connaissance compétitive à l'échelon global et, plus particulièrement, d'un « mode 2 » de production des connaissances, qui insistent sur l'importance de davantage valoriser les résultats de la recherche, interdisciplinaire et coopérative, auprès de parties prenantes extra-académiques. En résulte une relation paradoxale entre la tendance à l'exotérisation de la recherche et des publications, et les prescrits de gestionnarisation des publications, ainsi qu'entre les prescriptions qui les sous-tendent respectivement.3. Or l'enquête que nous avons menée auprès des membres de trois sociétés savantes internationales en sciences de la communication montre combien les chercheurs de cette discipline ont désormais bien intégré les critères de qualité promus par les prescrits politiques et managériaux soutenant l'instauration d'une nouvelle « culture de la publication », à la croisée des tendances à la massification, à l'internationalisation et à la gestionnarisation des publications. Pour autant, des entretiens approfondis menés auprès de chercheurs en sciences de la communication actifs en Belgique francophone et néerlandophone n'en révèlent pas moins que ces derniers développent une attitude foncièrement ambivalente envers la culture du « publish or perish » et à l'égard de prescriptions qui sur-valorisent les revues savantes internationales de premier plan, en situation d'évaluation de la recherche et des chercheurs. D'une part, en effet, les chercheurs avec qui nous nous sommes entretenus estiment que la nouvelle culture de la publication joue un rôle bénéfique dans la professionnalisation et dans le développement d'une culture véritablement scientifique dans les sciences de la communication. Partant, la plupart d'entre eux développent des stratégies visant à aligner leurs pratiques de publication sur les prescrits. D'autre part, plusieurs répondants n'en regrettent pas moins le caractère réducteur de la survalorisation des revues savantes internationales de premier plan dans l'évaluation, et souhaitent qu'une plus grande diversité de types de publication soit prise en compte par les évaluateurs. Afin de concilier « qualité prescrite » et « qualité souhaitée » dans la qualité de leur activité effective de publication et dans celle des objets effectivement publiés (« qualité réelle »), il arrive dès lors à ces chercheurs de « bricoler » avec les prescriptions. Par ailleurs, la plupart des répondants, davantage cependant en FédérationWallonie-Bruxelles qu'en Flandre, où le financement public de la recherche est d'ores et déjà fondé en partie sur des indicateurs bibliométriques et revue-métriques, regrettent le manque d'explicite dans la formulation des prescriptions – ces dernières prenant régulièrement la forme de « scripts » plus indirects et/ou implicites, plutôt que de normes et de règles stricto sensu –, ainsi que l'absence de seuil quantitatif minimal à atteindre.4. Il nous semble par conséquent, dans une optique plus normative, que le dépôt systématique des différents types de publication produits par les chercheurs en SHS et en sciences de la communication sur des répertoires numériques institutionnels (Open Access Green) serait de nature à (contribuer à) résoudre le paradoxe des prescriptions en matière de « qualité prescrite », ainsi que l'ambivalence des perceptions des chercheurs en matière de « qualité souhaitée ». En effet, le dépôt des publications sur des répertoires institutionnels ouvre des opportunités inédites de renouveler la conversation savante qui se structure autour des objets publiés, au sein de la communauté argumentative (Kommunikationsgemeinschaft) des pairs, par le biais notamment de la revue par les pairs ouverte et grâce à la possibilité de commenter ad libitum les publications disséminées en Open Access. mais également en rendant les résultats de la recherche aisément accessibles et ré-utilisables par des parties prenantes extra-académiques. Les opportunités liées au dépôt des publications sur des répertoires Open Access (Green), en termes de qualité tant épistémique que pragmatiquede ces dernières, seront d'autant plus fécondes que le dépôt des travaux sur les répertoires institutionnels s'articulera à l'usage, par le chercheur, des instruments idoines, génériques ou dédiés, du Web participatif (Wikis, blogues, micro-blogues, réseaux sociaux, outils de partage de signets et de listes bibliographiques). Par ailleurs, les dépôts numériques fonctionnent désormais en tant qu'« outils de transparence », susceptibles de donner davantage de visibilité à des productions de recherche et des types de publication diversifiés. En situation d'évaluation de la recherche et des chercheurs, le recours aux dépôts institutionnels - pour autant qu'un mandat prescrive le dépôt de tous les travaux produits par les chercheurs de l'institution – permettrait aux évaluateurs de fonder leur jugement sur une gamme plus large et plus représentative de types de publication et de formes de communication en SHS et en sciences de la communication. De plus, grâce à la dissémination en Open Access, en conjonction avec l'usage d'une diversité d'outils du Web participatif, il devient mieux possible de soumettre les différents types de publication archivés et publiés en libre accès à des indicateurs de performance eux-mêmes diversifiés – bibliométriques, mais également « webométriques » et « altmétriques » -, fondés sur les articles plutôt que sur les revues et mieux adaptés à la diversité de leurs impacts, tant au sein qu'en dehors du cercle des pairs.5. Partant, l'Open Access (Green) nous apparaît in fine comme étant doté d'un potentiel important, en matière d'intégration de la recherche et des chercheurs en SHS et en sciences de la communication à la mise en place – au-delà d'une économie de la connaissance - d'une véritable société de la connaissance, ainsi qu'aux processus d'innovation techno-industrielle, sociale et intellectuelle qui la sous-tendent.

Étude de la toxicité causée par le gène C9orf72 dans la Sclérose Latérale Amyotrophique

La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative qui affecte les neurones moteurs. 10% des cas sont des cas familiaux et l’étude de ces familles a mené à la découverte de plusieurs gènes pouvant causer la SLA, incluant SOD1, TARDBP et FUS. L’expansion de la répétition GGGGCC dans le gène C9orf72 est, à ce jour, la cause la plus connue de SLA. L’impact de cette expansion est encore méconnu et il reste à déterminer si la toxicité est causée par un gain de fonction, une perte de fonction ou les deux. Plusieurs gènes impliqués dans la SLA sont conservés entre le nématode Caenorhabditis elegans et l’humain. C. elegans est un vers transparent fréquemment utilisé pour des études anatomiques, comportementales et génétiques. Il possède une lignée cellulaire invariable qui inclue 302 neurones. Aussi, les mécanismes de réponse au stress ainsi que les mécanismes de vieillissement sont très bien conservés entre ce nématode et l’humain. Donc, notre groupe, et plusieurs autres, ont utilisé C. elegans pour étudier plusieurs aspects de la SLA. Pour mieux comprendre la toxicité causée par l’expansion GGGGCC de C9orf72, nous avons développé deux modèles de vers pour étudier l’impact d’une perte de fonction ainsi que d’un gain de toxicité de l’ARN. Pour voir les conséquences d’une perte de fonction, nous avons étudié l’orthologue de C9orf72 dans C. elegans, alfa-1 (ALS/FTD associated gene homolog). Les vers mutants alfa-1(ok3062) développent des problèmes moteurs causant une paralysie et une dégénérescence spécifique des neurones moteurs GABAergiques. De plus, les mutants sont sensibles au stress osmotique qui provoque une dégénérescence. D’autre part, l’expression de la séquence d’ARN contenant une répétition pathogénique GGGGCC cause aussi des problèmes moteurs et de la dégénérescence affectant les neurones moteurs. Nos résultats suggèrent donc qu’un gain de toxicité de l’ARN ainsi qu’une perte de fonction de C9orf72 sont donc toxiques pour les neurones. Puisque le mouvement du vers peut être rapidement évalué en cultivant les vers dans un milieu liquide, nous avons développé un criblage de molécules pouvant affecter le mouvement des vers mutants alfa-1 en culture liquide. Plus de 4 000 composés ont été évalués et 80 ameliore la mobilité des vers alfa-1. Onze molécules ont aussi été testées dans les vers exprimant l’expansion GGGGCC et huit diminuent aussi le phénotype moteur de ces vers. Finalement, des huit molécules qui diminent la toxicité causée par la perte de fonction de C9orf72 et la toxicité de l’ARN, deux restaurent aussi l’expression anormale de plusieurs transcrits d’ARN observée dans des cellules dérivées de patient C9orf72. Avec ce projet, nous voulons identifier des molécules pouvant affecter tous les modes de toxicité de C9orf72 et possiblement ouvrir de nouvelles avenues thérapeutiques

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Green's function retrieval through cross-correlations in a two -dimensional complex reverberating medium

International audience