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Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes
Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes


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Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.
This thesis work is devoted to the development of practical mechanisms for the heat guiding in silicon low-dimensional nanostructures. The motivation comes from both the field of IC thermal management and emerging technology of Si-based thermoelectric devices, where directional heat guiding can play an important role. A series of micrometre-sized thermal characterisation platforms was designed and fabricated. The objective is to study experimentally the feasibility of artificially-induced in-plane anisotropy of effective thermal conductivity (κ) in Si nanopatterned membranes. By the combined use of micro Raman Thermometry, Rigorous Coupled Wave Analysis and Finite Element Modelling (FEM) it was possible to measure the thermal gradient, membrane conductance and determine effective thermal conductivities. This experiment confirms the possibility to induce artificially high anisotropy of κ in Si phononic membranes. Finally, purposefully designed parameterized FEM model demonstrated the possible implementation of the induced anisotropic effects in the area of IC thermal-management.
Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.
This thesis work is devoted to the development of practical mechanisms for the heat guiding in silicon low-dimensional nanostructures. The motivation comes from both the field of IC thermal management and emerging technology of Si-based thermoelectric devices, where directional heat guiding can play an important role. A series of micrometre-sized thermal characterisation platforms was designed and fabricated. The objective is to study experimentally the feasibility of artificially-induced in-plane anisotropy of effective thermal conductivity (κ) in Si nanopatterned membranes. By the combined use of micro Raman Thermometry, Rigorous Coupled Wave Analysis and Finite Element Modelling (FEM) it was possible to measure the thermal gradient, membrane conductance and determine effective thermal conductivities. This experiment confirms the possibility to induce artificially high anisotropy of κ in Si phononic membranes. Finally, purposefully designed parameterized FEM model demonstrated the possible implementation of the induced anisotropic effects in the area of IC thermal-management.
04-06-2020
04-06-2020
Thèse
Thèse

Modélisation des vibrations axiales d'embrayage automobile et validation expérimentale
Modélisation des vibrations axiales d'embrayage automobile et validation expérimentale


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Les progrès récents dans l’allègement des systèmes d’embrayage et la réduction de leurs vibrations torsionnelles, conduisent à l'émergence de bruits issus des vibrations se produisant le long de la direction axiale du système d'embrayage, tels que le « crissement d’embrayage » ou le « graillonnement au décollage du véhicule ». Bien que le crissement constitue une problématique fortement traitée ces dernières décennies, notamment dans le domaine du freinage, le crissement d’embrayage a été peu abordé. En ce qui concerne le graillonnement au décollage du véhicule, aucune investigation n’a été menée à ce jour. En effet, le caractère fortement non-linéaire du système d’embrayage rend difficile la modélisation de ce genre de phénomènes dans un système aussi complexe. Dans cette optique, le présent mémoire a pour objectif de répondre à cette problématique et de comprendre les mécanismes physiques initiant ces phénomènes vibro-acoustiques, à travers le développement d’un modèle éléments finis tridimensionnel de l’embrayage, recalé par rapport à des analyses expérimentales. L’étude a été abordée suivant deux axes. De fait, l’analyse de stabilité a été adoptée pour l’étude des instabilités de flottement responsables du crissement. Les résultats numériques ont permis de mettre en lumière le phénomène physique de coalescence entre une paire de modes doubles du système, synonyme d’instabilité. De plus, l’impact de l’amortissement et de l’axisymétrie dans la suppression de la nuisance sonore, a également été mis en évidence. Dans un second temps, la technique du mouvement forcé a été utilisée pour évaluer la réponse vibratoire de la chaîne cinématique du véhicule, en présence d’une excitation axiale au volant moteur. L’analyse a dévoilé la voie de propagation de l’excitation dans l’embrayage atteignant la boîte de vitesses et conduisant au graillonnement. En outre, de nombreux paramètres clés influençant ce phénomène vibro-acoustique, ont été discutés. Enfin, une proposition de solution à cette problématique est présentée et validée.
The progress made in lightweighting and reducing the clutch torsional vibrations led to the emergence of vibroacoustic phenomena, due to vibrations generated along the axial direction of the clutch system such as “squeal” or “rattle at the vehicle's take-off”. Most of researches on the subject focus on the brake squeal. However, no study has been conducted on the rattle at the vehicle's take-off. This may be attributed to the great difficulty involved in modeling this complex system by virtue of its nonlinearities. In this context, the present thesis aims at understanding the physical mechanisms behind the vibro-acoustic phenomena, by means of a 3D finite element model of the clutch, validated through experimental analysis. The study was discussed in two axes. Indeed, complex eigenvalue analysis was carried out to investigate the flutter instabilities, responsible of the squeal. The numerical results highlighted the physical phenomenon of coalescence between a pair of axisymmetric modes of the system, leading to instability. In addition, the impact of damping and the axisymmetry in avoiding this noise was also discussed. In the second part, the enforced motion method was used to evaluate the vibration response of the driveline, in the presence of axial excitation on the flywheel. The analysis revealed the propagation path from the clutch resonance to reach the gearbox, and causing rattle. Furthermore, many key parameters influencing this phenomenon were discussed. Finally, a proposed solution to this problem is presented and validated.
Les progrès récents dans l’allègement des systèmes d’embrayage et la réduction de leurs vibrations torsionnelles, conduisent à l'émergence de bruits issus des vibrations se produisant le long de la direction axiale du système d'embrayage, tels que le « crissement d’embrayage » ou le « graillonnement au décollage du véhicule ». Bien que le crissement constitue une problématique fortement traitée ces dernières décennies, notamment dans le domaine du freinage, le crissement d’embrayage a été peu abordé. En ce qui concerne le graillonnement au décollage du véhicule, aucune investigation n’a été menée à ce jour. En effet, le caractère fortement non-linéaire du système d’embrayage rend difficile la modélisation de ce genre de phénomènes dans un système aussi complexe. Dans cette optique, le présent mémoire a pour objectif de répondre à cette problématique et de comprendre les mécanismes physiques initiant ces phénomènes vibro-acoustiques, à travers le développement d’un modèle éléments finis tridimensionnel de l’embrayage, recalé par rapport à des analyses expérimentales. L’étude a été abordée suivant deux axes. De fait, l’analyse de stabilité a été adoptée pour l’étude des instabilités de flottement responsables du crissement. Les résultats numériques ont permis de mettre en lumière le phénomène physique de coalescence entre une paire de modes doubles du système, synonyme d’instabilité. De plus, l’impact de l’amortissement et de l’axisymétrie dans la suppression de la nuisance sonore, a également été mis en évidence. Dans un second temps, la technique du mouvement forcé a été utilisée pour évaluer la réponse vibratoire de la chaîne cinématique du véhicule, en présence d’une excitation axiale au volant moteur. L’analyse a dévoilé la voie de propagation de l’excitation dans l’embrayage atteignant la boîte de vitesses et conduisant au graillonnement. En outre, de nombreux paramètres clés influençant ce phénomène vibro-acoustique, ont été discutés. Enfin, une proposition de solution à cette problématique est présentée et validée.
The progress made in lightweighting and reducing the clutch torsional vibrations led to the emergence of vibroacoustic phenomena, due to vibrations generated along the axial direction of the clutch system such as “squeal” or “rattle at the vehicle's take-off”. Most of researches on the subject focus on the brake squeal. However, no study has been conducted on the rattle at the vehicle's take-off. This may be attributed to the great difficulty involved in modeling this complex system by virtue of its nonlinearities. In this context, the present thesis aims at understanding the physical mechanisms behind the vibro-acoustic phenomena, by means of a 3D finite element model of the clutch, validated through experimental analysis. The study was discussed in two axes. Indeed, complex eigenvalue analysis was carried out to investigate the flutter instabilities, responsible of the squeal. The numerical results highlighted the physical phenomenon of coalescence between a pair of axisymmetric modes of the system, leading to instability. In addition, the impact of damping and the axisymmetry in avoiding this noise was also discussed. In the second part, the enforced motion method was used to evaluate the vibration response of the driveline, in the presence of axial excitation on the flywheel. The analysis revealed the propagation path from the clutch resonance to reach the gearbox, and causing rattle. Furthermore, many key parameters influencing this phenomenon were discussed. Finally, a proposed solution to this problem is presented and validated.
03-06-2020
03-06-2020
Thèse
Thèse

La spectrométrie de masse haute résolution : application à la FT-ICR bidimensionnelle et à la protéomique dans les domaines de l’archéologie et la paléontologie
La spectrométrie de masse haute résolution : application à la FT-ICR bidimensionnelle et à la protéomique dans les domaines de l’archéologie et la paléontologie


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La spectrométrie de masse est une méthode d’analyse qui permet de travailler sur une large gamme d’échantillons. Elle est utilisée dans de nombreux domaines de recherche comme la chimie analytique, la protéomique, la lipidomique et la métabolomique… Dans un premier temps, mon travail s’est focalisé sur le développement d’une méthode indépendante d’analyse de données par spectrométrie de masse à transformée de Fourier bidimensionnelle. Pour augmenter la résolution en première dimension, une analyse FT-ICR 2D avec un échantillonnage non uniforme (NUS) a été développée. L’augmentation de la résolution dans la première dimension a permis l’obtention d’une haute résolution pour les ions précurseurs. La FT-ICR 2D a été utilisée avec succès pour l’analyse de triacylglycérols contenus dans du plasma mais aussi pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Dans un second temps, une stratégie protéomique conjointe bottom-up et top-down a été appliquée à l’analyse d’échantillons archéologiques et paléontologiques à partir d’ossements ou de céramiques. Le développement d’une méthodologie bottom-up, a permis à partir d’un ossement d’humérus d’espèce inconnus vieux de 120 000 ans l’identification des protéines et leurs modifications chimiques. Cet ossement a pu être attribué comme appartenant à Homo neanderthalis et les substitutions d’acide aminé avec Homo sapiens cartographiées. Une analyse top-down a été utilisée pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Pour la première fois, une protéine (la caséine de lait) a été identifiée dans un échantillon archéologique d’amphore de l’époque de l’empereur Claude (1er siècle de notre ère) grâce la détection de grands fragments de caséine.
Mass spectrometry is a method of analysis which works on a wide range of sample types. It is used in many research fields such as analytical chemistry, proteomics, lipidomics and metabolomics... Firstly, my work was dedicated to the development of an independent data analysis methodology based on two-dimensional Fourier transform mass spectrometry. For increasing the resolution on the first dimension a 2D FT-ICR analysis with non-uniform sampling was developed. The resolution increase in the first dimension leading to high resolution for the precursor ions. The 2D FT-ICR has been successfully applied for the analysis of triacylglycerol contained on plasma and also for archaeological samples. This methodology led to 2D maps allowing a rapid classification of plants or animals samples. Secondly, a joint bottom-up and top-down proteomics strategy was applied for the analysis of archaeological and paleontological samples from bones or ceramics. The development of a bottom-up methodology, allowed the identification of proteins and their chemical modifications from a 120 000 years old bone. This bone has been attributed to Homo neanderthalensis and the amino acid substitutions with Homo sapiens mapped. The development of a top-down methodology was applied to the analysis of archaeological ceramic. For the first time, a protein (milk casein) was identified in an archaeological sample of an amphora from Claudius emperor era (1st century A.D) via the detection of large fragments of casein. This first application of the top down proteomics showed that new information can be provided such as the in situ molecular degradation.
La spectrométrie de masse est une méthode d’analyse qui permet de travailler sur une large gamme d’échantillons. Elle est utilisée dans de nombreux domaines de recherche comme la chimie analytique, la protéomique, la lipidomique et la métabolomique… Dans un premier temps, mon travail s’est focalisé sur le développement d’une méthode indépendante d’analyse de données par spectrométrie de masse à transformée de Fourier bidimensionnelle. Pour augmenter la résolution en première dimension, une analyse FT-ICR 2D avec un échantillonnage non uniforme (NUS) a été développée. L’augmentation de la résolution dans la première dimension a permis l’obtention d’une haute résolution pour les ions précurseurs. La FT-ICR 2D a été utilisée avec succès pour l’analyse de triacylglycérols contenus dans du plasma mais aussi pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Dans un second temps, une stratégie protéomique conjointe bottom-up et top-down a été appliquée à l’analyse d’échantillons archéologiques et paléontologiques à partir d’ossements ou de céramiques. Le développement d’une méthodologie bottom-up, a permis à partir d’un ossement d’humérus d’espèce inconnus vieux de 120 000 ans l’identification des protéines et leurs modifications chimiques. Cet ossement a pu être attribué comme appartenant à Homo neanderthalis et les substitutions d’acide aminé avec Homo sapiens cartographiées. Une analyse top-down a été utilisée pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Pour la première fois, une protéine (la caséine de lait) a été identifiée dans un échantillon archéologique d’amphore de l’époque de l’empereur Claude (1er siècle de notre ère) grâce la détection de grands fragments de caséine.
Mass spectrometry is a method of analysis which works on a wide range of sample types. It is used in many research fields such as analytical chemistry, proteomics, lipidomics and metabolomics... Firstly, my work was dedicated to the development of an independent data analysis methodology based on two-dimensional Fourier transform mass spectrometry. For increasing the resolution on the first dimension a 2D FT-ICR analysis with non-uniform sampling was developed. The resolution increase in the first dimension leading to high resolution for the precursor ions. The 2D FT-ICR has been successfully applied for the analysis of triacylglycerol contained on plasma and also for archaeological samples. This methodology led to 2D maps allowing a rapid classification of plants or animals samples. Secondly, a joint bottom-up and top-down proteomics strategy was applied for the analysis of archaeological and paleontological samples from bones or ceramics. The development of a bottom-up methodology, allowed the identification of proteins and their chemical modifications from a 120 000 years old bone. This bone has been attributed to Homo neanderthalensis and the amino acid substitutions with Homo sapiens mapped. The development of a top-down methodology was applied to the analysis of archaeological ceramic. For the first time, a protein (milk casein) was identified in an archaeological sample of an amphora from Claudius emperor era (1st century A.D) via the detection of large fragments of casein. This first application of the top down proteomics showed that new information can be provided such as the in situ molecular degradation.
03-06-2020
03-06-2020
Thèse
Thèse

Etude thermophysique des copolymères réticulés à base de l’Isobornylacrylate : Approche expérimentale et modélisation
Etude thermophysique des copolymères réticulés à base de l’Isobornylacrylate : Approche expérimentale et modélisation


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Les technologies en perpétuelle évolution exigent des matériaux nouveaux, performants et plus spécialisés avec des fonctions hautement spécialisées. De tels matériaux ne sont plus des systèmes a un seul composant. Les systèmes qui font l’objet de l’investigation, les copolymères chimiquement réticulés de type "isobornyl acrylate-co-isobutyl acrylate" (IBOA-co-IsoBA), ont été préparés par photopolymérisation/réticulation sous rayonnement UV-visible des deux monomères IBOA et IsoBA en présence d'un agent de réticulation di-fonctionnel et d'un photoamorceur. Dans ce travail les propriétés thermiques et mécaniques ont été étudiées par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), analyse mécanique dynamique (DMA) et analyse thermogravimétrique (ATG). Nous avons constaté par l’analyse calorimétrique (DSC) que la modification de la concentration d’agent réticulant, la quantité des monomères, et la vitesse de la rampe de chauffage influent notamment sur la température de transition vitreuse Tg : Une augmentation de ces paramètres provoque une augmentation de la température de transition vitreuse du copolymère. L’analyse thermogravimétrique par ATG montre que la dégradation du copolymère se fait en deux étapes, et que l’augmentation de la quantité de l’IsoBA diminue la température de dégradation du copolymère. L’étude des copolymères de type (IBA-co-IsoBA) par DMA a été entreprise en fonction de la fréquence et de la température, afin d’évaluer les modules d’élasticité (E’) et de perte (E’’). Une courbe maitresse (master curve) a été obtenue à l’aide du principe de superposition temps-température. Des modélisations des relaxations mécaniques ont été effectuées en appliquant les modèles d’Arrhenius, Cole-Cole, WLF et de VFT (Vogel Fulcher Tamman).
Ever-changing technologies require new, high-performance and more specialized materials with highly specialized functions. Such materials are no longer one-component systems. The systems which are the subject of the investigation, the chemically crosslinked copolymers of the "isobornyl acrylate-co-isobutyl acrylate" type (IBOA-co-IsoBA), were prepared by photopolymerization / crosslinking under UV-visible radiation of the two monomers. IBOA and IsoBA in the presence of a di-functional crosslinking agent and a photoinitiator. In this work the thermal and mechanical properties were studied by differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and thermogravimetric analysis (TGA). We have found by calorimetric analysis (DSC) that the modification of the concentration of crosslinking agent, the amount of monomers, and the speed of the heating ramp affect, in particular, the glass transition temperature Tg: an increase of these parameters causes an increase in the glass transition temperature of the copolymer. Thermogravimetric analysis by (TGA) shows that the degradation of the copolymer occurs in two stages, and that the increase of the amount of IsoBA decreases the degradation temperature of the copolymer. The study of copolymers of type (IBA-co-IsoBA) by DMA was undertaken according to the frequency and the temperature, in order to evaluate the modulus of elasticity (E') and of loss (E''). A master curve has been obtained using the time-temperature superposition principle. Modeling of the mechanical relaxations was carried out by applying the models of Arrhenius, Cole-Cole, WLF and VFT (Vogel Fulcher Tamman).
Les technologies en perpétuelle évolution exigent des matériaux nouveaux, performants et plus spécialisés avec des fonctions hautement spécialisées. De tels matériaux ne sont plus des systèmes a un seul composant. Les systèmes qui font l’objet de l’investigation, les copolymères chimiquement réticulés de type "isobornyl acrylate-co-isobutyl acrylate" (IBOA-co-IsoBA), ont été préparés par photopolymérisation/réticulation sous rayonnement UV-visible des deux monomères IBOA et IsoBA en présence d'un agent de réticulation di-fonctionnel et d'un photoamorceur. Dans ce travail les propriétés thermiques et mécaniques ont été étudiées par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), analyse mécanique dynamique (DMA) et analyse thermogravimétrique (ATG). Nous avons constaté par l’analyse calorimétrique (DSC) que la modification de la concentration d’agent réticulant, la quantité des monomères, et la vitesse de la rampe de chauffage influent notamment sur la température de transition vitreuse Tg : Une augmentation de ces paramètres provoque une augmentation de la température de transition vitreuse du copolymère. L’analyse thermogravimétrique par ATG montre que la dégradation du copolymère se fait en deux étapes, et que l’augmentation de la quantité de l’IsoBA diminue la température de dégradation du copolymère. L’étude des copolymères de type (IBA-co-IsoBA) par DMA a été entreprise en fonction de la fréquence et de la température, afin d’évaluer les modules d’élasticité (E’) et de perte (E’’). Une courbe maitresse (master curve) a été obtenue à l’aide du principe de superposition temps-température. Des modélisations des relaxations mécaniques ont été effectuées en appliquant les modèles d’Arrhenius, Cole-Cole, WLF et de VFT (Vogel Fulcher Tamman).
Ever-changing technologies require new, high-performance and more specialized materials with highly specialized functions. Such materials are no longer one-component systems. The systems which are the subject of the investigation, the chemically crosslinked copolymers of the "isobornyl acrylate-co-isobutyl acrylate" type (IBOA-co-IsoBA), were prepared by photopolymerization / crosslinking under UV-visible radiation of the two monomers. IBOA and IsoBA in the presence of a di-functional crosslinking agent and a photoinitiator. In this work the thermal and mechanical properties were studied by differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and thermogravimetric analysis (TGA). We have found by calorimetric analysis (DSC) that the modification of the concentration of crosslinking agent, the amount of monomers, and the speed of the heating ramp affect, in particular, the glass transition temperature Tg: an increase of these parameters causes an increase in the glass transition temperature of the copolymer. Thermogravimetric analysis by (TGA) shows that the degradation of the copolymer occurs in two stages, and that the increase of the amount of IsoBA decreases the degradation temperature of the copolymer. The study of copolymers of type (IBA-co-IsoBA) by DMA was undertaken according to the frequency and the temperature, in order to evaluate the modulus of elasticity (E') and of loss (E''). A master curve has been obtained using the time-temperature superposition principle. Modeling of the mechanical relaxations was carried out by applying the models of Arrhenius, Cole-Cole, WLF and VFT (Vogel Fulcher Tamman).
03-06-2020
03-06-2020
Thèse
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Effect of Nasopharyngeal Carcinoma derived exosomes on the induction of tolerogenic dendritic cells
Effect of Nasopharyngeal Carcinoma derived exosomes on the induction of tolerogenic dendritic cells


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Le carcinome du nasopharynx (CNP) est un cancer des voies aérodigestives supérieures qui est associé à une infection par le virus d’Epstein Barr (EBV) dans près de 100% des cas. Le microenvironnement dans le CNP se caractérise par la présence massive de lymphocytes T régulateurs (Treg) et d’exosomes tumoraux (exoCNP) aux propriétés immunosuppressives. Notre équipe a montré que ces exosomes synergisent avec les Treg et contribuent à l’échappement à l’immunosurveillance du CNP. Notre hypothèse est que les exoCNP isolés de la tumeur puissent induire des cellules dendritiques (DC) tolérogènes qui favorisent la tolérance en induisant des Treg. Des premiers résultats dévoilent que les exoCNP favorisent l’émergence de DC semi-matures (smDC). Outre le phénotype, des études fonctionnelles de l’enzyme immunosuppressive indoléamine 2,3-dioxygénase 1 (IDO1) ainsi que de la sécrétion de cytokines régulatrices (IL-10 et TGF-β) montrent que les smDC générées mettent en place un microenvironnement immunosuppressif. Des résultats encourageants témoignent de l’activité tolérogène des smDC, capables d’induire des Treg fonctionnels et d’inhiber la prolifération des lymphocytes T effecteurs. Enfin, nous avons également montré que les exoCNP sont à même d’attirer préférentiellement les DC tolérogènes vers le site tumoral par la chimiokine CCL20. Nos résultats prometteurs semblent confirmer que les exoCNP induisent des DC tolérogènes contribuant à l’échappement immunitaire de la tumeur. Notre projet devrait ainsi ouvrir de nouvelles voies d’immunothérapies anti-tumorales ciblant des facteurs impliqués dans l’émergence des Treg et donc de la progression du cancer.
Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is a cancer of the upper aerodigestive tract that is associated in almost 100% of cases with an infection by the Epstein Barr virus (EBV). The tumour microenvironment is characterized by the overwhelming presence of regulatory T cells (Tregs) and tumour exosomes (NPCexo) that both have immunosuppressive properties. Our team has shown that these exosomes synergize with the Tregs and contribute to the escape of NPC to immune surveillance. Our hypothesis is that NPCexo secreted by the tumour can induce tolerogenic dendritic cells (DCs) that promote tolerance by inducing Tregs. First results reveal that NPCexo favour the emergence of semi-mature DCs (smDC). In addition to the phenotype, functional studies of the immunosuppressive enzyme indolamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1) as well as the secretion of regulatory cytokines (IL-10 and TGF-β) show that the generated smDCs establish an immunosuppressive microenvironment. Encouraging results demonstrate the tolerogenic nature of smDCs, capable of inducing functional Tregs and inhibiting the proliferation of effector T cells. Finally, we have also shown that NPCexo are able to preferentially attract tolerogenic DC to the tumour site in CCL20-dependant manner. Our promising results seem to confirm that NPCexo induce tolerogenic DCs that contribute to the tumour’s immune escape. Our project should open new leads for anti-tumour immunotherapy by targeting factors involved in the emergence of Tregs and thus the progression of cancer.
Le carcinome du nasopharynx (CNP) est un cancer des voies aérodigestives supérieures qui est associé à une infection par le virus d’Epstein Barr (EBV) dans près de 100% des cas. Le microenvironnement dans le CNP se caractérise par la présence massive de lymphocytes T régulateurs (Treg) et d’exosomes tumoraux (exoCNP) aux propriétés immunosuppressives. Notre équipe a montré que ces exosomes synergisent avec les Treg et contribuent à l’échappement à l’immunosurveillance du CNP. Notre hypothèse est que les exoCNP isolés de la tumeur puissent induire des cellules dendritiques (DC) tolérogènes qui favorisent la tolérance en induisant des Treg. Des premiers résultats dévoilent que les exoCNP favorisent l’émergence de DC semi-matures (smDC). Outre le phénotype, des études fonctionnelles de l’enzyme immunosuppressive indoléamine 2,3-dioxygénase 1 (IDO1) ainsi que de la sécrétion de cytokines régulatrices (IL-10 et TGF-β) montrent que les smDC générées mettent en place un microenvironnement immunosuppressif. Des résultats encourageants témoignent de l’activité tolérogène des smDC, capables d’induire des Treg fonctionnels et d’inhiber la prolifération des lymphocytes T effecteurs. Enfin, nous avons également montré que les exoCNP sont à même d’attirer préférentiellement les DC tolérogènes vers le site tumoral par la chimiokine CCL20. Nos résultats prometteurs semblent confirmer que les exoCNP induisent des DC tolérogènes contribuant à l’échappement immunitaire de la tumeur. Notre projet devrait ainsi ouvrir de nouvelles voies d’immunothérapies anti-tumorales ciblant des facteurs impliqués dans l’émergence des Treg et donc de la progression du cancer.
Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is a cancer of the upper aerodigestive tract that is associated in almost 100% of cases with an infection by the Epstein Barr virus (EBV). The tumour microenvironment is characterized by the overwhelming presence of regulatory T cells (Tregs) and tumour exosomes (NPCexo) that both have immunosuppressive properties. Our team has shown that these exosomes synergize with the Tregs and contribute to the escape of NPC to immune surveillance. Our hypothesis is that NPCexo secreted by the tumour can induce tolerogenic dendritic cells (DCs) that promote tolerance by inducing Tregs. First results reveal that NPCexo favour the emergence of semi-mature DCs (smDC). In addition to the phenotype, functional studies of the immunosuppressive enzyme indolamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1) as well as the secretion of regulatory cytokines (IL-10 and TGF-β) show that the generated smDCs establish an immunosuppressive microenvironment. Encouraging results demonstrate the tolerogenic nature of smDCs, capable of inducing functional Tregs and inhibiting the proliferation of effector T cells. Finally, we have also shown that NPCexo are able to preferentially attract tolerogenic DC to the tumour site in CCL20-dependant manner. Our promising results seem to confirm that NPCexo induce tolerogenic DCs that contribute to the tumour’s immune escape. Our project should open new leads for anti-tumour immunotherapy by targeting factors involved in the emergence of Tregs and thus the progression of cancer.
03-06-2020
03-06-2020
Thèse
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Convection turbulente et changement de phase, avec applications à la modélisation des mares de fonte arctiques
Convection turbulente et changement de phase, avec applications à la modélisation des mares de fonte arctiques


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La fusion et la solidification couplées à des écoulements convectifs sont des processus fondamentaux dans le contexte géophysique, par exemple dans la formation des mares-mares arctiques. Ce système se caractérise par la présence d'écoulements instationnaires, chaotiques et souvent turbulents. Ce travail est motivé par des observations indiquant une réduction de la glace de mer arctique dans la mesure où le modèle global actuel ne pouvait pas prédire. Le but de ce travail est de fournir des informations sur les paramètres pertinents affectant la fusion / solidification dans les étangs de fonte des glaces de mer. La configuration idéalisée que nous considérons consiste en une couche de fluide chauffée par le bas et en contact avec une interface de fusion solide-liquide du côté supérieur. Nous étudions un tel système modèle au moyen d'outils numériques. Nous effectuons des simulations numériques directes par un algorithme Lattice Boltzmann basé sur l'enthalpie pour traiter la dynamique à long terme, ou de manière équivalente le régime à nombre élevé de Rayleigh, à la fois dans des configurations en deux et en trois dimensions. Nous montrons que le processus de convection et de fusion couplé n'améliore que faiblement le flux de chaleur et le mélange dans le système par rapport au réglage de Rayleigh-Bénard. Comme deux extensions au système de fusion, nous considérons l'effet de l'application de la vitesse sur la section liquide du système de fusion, l'effet de chauffage interne du système de fusion.
Melting and solidification coupled with convective flows are fundamental processes in the geophysical context, for instance in the Arctic melt-ponds formation. This system is characterized by the presence of unsteady, chaotic and often turbulent flows. This work is motivated by observations indicating reduction of Arctic sea-ice to the extent that present global model could not predict. The goal of this work is to provide information on the relevant parameters affecting the melting/solidification in sea ice melt ponds. The idealized setup we consider consists of a fluid layer heated from below and in contact with a solid-liquid melting interface on the top side. We investigate such a model system by means of numerical tools. We perform direct numerical simulations by an enthalpy based Lattice Boltzmann algorithm to address the long time dynamics, or equivalently the high Rayleigh number regime, both in two- and three-dimensional setups. We show that the coupled convection and melting process only weakly enhances heat flux and the mixing in the system as compared to the Rayleigh-Bénard setting. As two extensions to system of melting, we consider the effect of applying velocity on the liquid section of the melting system, which represents existence of wind-draft, and we consider the effect of internally heating the system of melting, which represents heating the system of melting through solar radiation.
La fusion et la solidification couplées à des écoulements convectifs sont des processus fondamentaux dans le contexte géophysique, par exemple dans la formation des mares-mares arctiques. Ce système se caractérise par la présence d'écoulements instationnaires, chaotiques et souvent turbulents. Ce travail est motivé par des observations indiquant une réduction de la glace de mer arctique dans la mesure où le modèle global actuel ne pouvait pas prédire. Le but de ce travail est de fournir des informations sur les paramètres pertinents affectant la fusion / solidification dans les étangs de fonte des glaces de mer. La configuration idéalisée que nous considérons consiste en une couche de fluide chauffée par le bas et en contact avec une interface de fusion solide-liquide du côté supérieur. Nous étudions un tel système modèle au moyen d'outils numériques. Nous effectuons des simulations numériques directes par un algorithme Lattice Boltzmann basé sur l'enthalpie pour traiter la dynamique à long terme, ou de manière équivalente le régime à nombre élevé de Rayleigh, à la fois dans des configurations en deux et en trois dimensions. Nous montrons que le processus de convection et de fusion couplé n'améliore que faiblement le flux de chaleur et le mélange dans le système par rapport au réglage de Rayleigh-Bénard. Comme deux extensions au système de fusion, nous considérons l'effet de l'application de la vitesse sur la section liquide du système de fusion, l'effet de chauffage interne du système de fusion.
Melting and solidification coupled with convective flows are fundamental processes in the geophysical context, for instance in the Arctic melt-ponds formation. This system is characterized by the presence of unsteady, chaotic and often turbulent flows. This work is motivated by observations indicating reduction of Arctic sea-ice to the extent that present global model could not predict. The goal of this work is to provide information on the relevant parameters affecting the melting/solidification in sea ice melt ponds. The idealized setup we consider consists of a fluid layer heated from below and in contact with a solid-liquid melting interface on the top side. We investigate such a model system by means of numerical tools. We perform direct numerical simulations by an enthalpy based Lattice Boltzmann algorithm to address the long time dynamics, or equivalently the high Rayleigh number regime, both in two- and three-dimensional setups. We show that the coupled convection and melting process only weakly enhances heat flux and the mixing in the system as compared to the Rayleigh-Bénard setting. As two extensions to system of melting, we consider the effect of applying velocity on the liquid section of the melting system, which represents existence of wind-draft, and we consider the effect of internally heating the system of melting, which represents heating the system of melting through solar radiation.
03-06-2020
03-06-2020
Thèse
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Aerosol spatial and temporal variability as seen by Mobile Aerosol Monitoring System (MAMS)
Aerosol spatial and temporal variability as seen by Mobile Aerosol Monitoring System (MAMS)


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Les aérosols sont une composante variable de l'atmosphère, ayant un rôle important et complexe sur la qualité de l'air et le climat. La plupart des observations d'aérosols au sol sont limitées à des emplacements fixes, ce qui réduit la connaissance sur leur variabilité spatiale. Afin de compléter cette information, un système mobile d’observation des aérosols (MAMS - Mobile Aerosol Monitoring System) a été mis au point pour explorer la variabilité verticale et spatiale des propriétés optiques et microphysiques des aérosols. MAMS est un « laboratoire » conçu sur un véhicule, se distinguant des autres plateformes transportables par sa capacité à effectuer des mesures au cours du mouvement. Equipé d'instruments de télédétection et in situ, MAMS a exploré la variabilité des aérosols au travers de campagnes mobiles sur routes dans diverses situations. Ce travail présente les études de variabilité et des événements remarquables observés en France et en Chine. L’une des variables aérosols recherchée est leur concentration massique et leur distribution verticale. Ce défi est relevé dans ce travail. Le système mobile offre une grande flexibilité, et un bon rapport coût-efficacité, car il permet de réagir rapidement en cas d’événements aérosols soudains, tels que des épisodes de pollution, poussières, incendies ou éruptions volcaniques, démontrant son utilité pour les réseaux d’observation recherche et opérationnels. Les applications de la plateforme d'exploration mobile pour les activités de validation des missions spatiales d’observation de la Terre et de l’atmosphère, pour l’évaluation des modèles et les campagnes d’intercomparaison d’instruments sont présentées. Des nouvelles perspectives, tant au niveau instrumental que méthodologique, sont introduites, laissant la place à des améliorations dans les observations mobiles des aérosols.
Aerosols are a variable component of the atmosphere, having an important and complex role on air quality and climate. Most of the ground-based aerosol observations are limited to fixed locations, narrowing the knowledge on their spatial variability. In order to overcome this issue, a compact Mobile Aerosol Monitoring System (MAMS) has been developed to explore the vertical and spatial variability of aerosol optical and microphysical properties. MAMS is a vehicle-based laboratory, distinguished by other transportable platforms through its ability to perform measurements during the movement. Equipped with remote sensing and in situ instruments, MAMS explored the aerosol variability through mobile on-road campaigns in various situations. This work presents variability studies and remarkable events observed both in France and in China. One of the researched aerosol variables is their mass concentration and vertical distribution. This challenge is taken up in this work. The mobile system presents a great flexibility and is cost-effective, being able to respond quickly in case of sudden aerosol events such as pollution episodes, dust, fire or volcano outbreaks, proving to be a useful platform for aerosol observation and operational networks. Applications of the mobile exploratory platform for validation activities of space missions observing the Earth and the atmosphere, for models’ evaluation and for instrument intercomparison campaigns are presented. New perspectives, both on instrumental and methodology levels are introduced, leaving place for improvements in the mobile aerosol observations.
Les aérosols sont une composante variable de l'atmosphère, ayant un rôle important et complexe sur la qualité de l'air et le climat. La plupart des observations d'aérosols au sol sont limitées à des emplacements fixes, ce qui réduit la connaissance sur leur variabilité spatiale. Afin de compléter cette information, un système mobile d’observation des aérosols (MAMS - Mobile Aerosol Monitoring System) a été mis au point pour explorer la variabilité verticale et spatiale des propriétés optiques et microphysiques des aérosols. MAMS est un « laboratoire » conçu sur un véhicule, se distinguant des autres plateformes transportables par sa capacité à effectuer des mesures au cours du mouvement. Equipé d'instruments de télédétection et in situ, MAMS a exploré la variabilité des aérosols au travers de campagnes mobiles sur routes dans diverses situations. Ce travail présente les études de variabilité et des événements remarquables observés en France et en Chine. L’une des variables aérosols recherchée est leur concentration massique et leur distribution verticale. Ce défi est relevé dans ce travail. Le système mobile offre une grande flexibilité, et un bon rapport coût-efficacité, car il permet de réagir rapidement en cas d’événements aérosols soudains, tels que des épisodes de pollution, poussières, incendies ou éruptions volcaniques, démontrant son utilité pour les réseaux d’observation recherche et opérationnels. Les applications de la plateforme d'exploration mobile pour les activités de validation des missions spatiales d’observation de la Terre et de l’atmosphère, pour l’évaluation des modèles et les campagnes d’intercomparaison d’instruments sont présentées. Des nouvelles perspectives, tant au niveau instrumental que méthodologique, sont introduites, laissant la place à des améliorations dans les observations mobiles des aérosols.
Aerosols are a variable component of the atmosphere, having an important and complex role on air quality and climate. Most of the ground-based aerosol observations are limited to fixed locations, narrowing the knowledge on their spatial variability. In order to overcome this issue, a compact Mobile Aerosol Monitoring System (MAMS) has been developed to explore the vertical and spatial variability of aerosol optical and microphysical properties. MAMS is a vehicle-based laboratory, distinguished by other transportable platforms through its ability to perform measurements during the movement. Equipped with remote sensing and in situ instruments, MAMS explored the aerosol variability through mobile on-road campaigns in various situations. This work presents variability studies and remarkable events observed both in France and in China. One of the researched aerosol variables is their mass concentration and vertical distribution. This challenge is taken up in this work. The mobile system presents a great flexibility and is cost-effective, being able to respond quickly in case of sudden aerosol events such as pollution episodes, dust, fire or volcano outbreaks, proving to be a useful platform for aerosol observation and operational networks. Applications of the mobile exploratory platform for validation activities of space missions observing the Earth and the atmosphere, for models’ evaluation and for instrument intercomparison campaigns are presented. New perspectives, both on instrumental and methodology levels are introduced, leaving place for improvements in the mobile aerosol observations.
03-06-2020
03-06-2020
Thèse
Thèse

Tester le potentiel d’un puissant outil stratigraphique, les chitinozoaires, pour détecter le début de l’âge glaciaire du Paléozoïque Inférieur durant l’Ordovicien Inférieur à Moyen
Tester le potentiel d’un puissant outil stratigraphique, les chitinozoaires, pour détecter le début de l’âge glaciaire du Paléozoïque Inférieur durant l’Ordovicien Inférieur à Moyen


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L’Ordovicien (485-443 Ma) a été témoin de changement majeurs au niveau de la biodiversité marine, tel que la « Grande Biodiversification Ordovicienne » (GOBE), mais aussi la première des cinq grande extinctions de masse lié à la glaciation de l’Hirnantien (env. 444 Ma), mais de nouvelles évidence tel que des isotopes stables, la stratigraphie séquentielle, les provinces planctoniques et les modélisations climatiques suggèrent que ce refroidissement global aurait commencé bien plus tôt que ce que l’on pensait, pendant l’Ordovicien Inférieur-Moyen. Mais ces études ne sont pas concluantes par elles-mêmes. Le but de cette étude est donc (1) de trouver des preuves supplémentaires d’une période glaciaire pré-Hirnantienne, en se concentrant sur la période la plus ancienne suggérée c.à.d. le Floien (Arénig inférieur-moyen), supposé coïncider avec le début de la GOBE, et (2) tester si les chitinozoaires peuvent être utilisé comme outil pour détecter les variations climatique de l’Ordovicien. Nous avons d’abord utilisé les chitinozoaires pour déterminer la nature d’alternances marno-calcaires de l’Ordovicien dans la région d’Oslo Asker, la plus vieille formation étudiée étant d’âge Arénig tardif, mais nous n’avons pas pu exclure une origine potentiellement diagénétique de ces dépôts. Deuxièmement, une biostratigraphie des chitinozoaires a été établie pour l’Arénig type au Pays de Galles pour observer la répartition spatiale des espèces-clés. En comparant le Trémadoc à l’Arénig, une augmentation du provincialisme est observée.
The Ordovician (485-443 Ma) witnessed major changes in biodiversity including ‘the Great Ordovician Biodiversification Event’ (GOBE), but also the first of the “Big Five” mass extinction events, related to the End Ordovician glaciation. It was long thought to be a greenhouse period, with a short glaciation during the Hirnantian (c. 444 Ma) but recent evidence based on stable isotopes, sequence stratigraphy, plankton provinces and climate models, suggests that this global cooling and the onset of the “Early Palaeozoic Icehouse” may have started much earlier than previously assumed, during the Early-Middle Ordovician. However, each of these methods is inconclusive on its own. The aim of this study is (1) to find additional evidence for pre-Hirnantian glaciations, focusing on the earliest of the suggested phases of cooling, i.e., in the Floian (early-middle Arenig), assumed to coincide with the onset of the GOBE, and (2) to test if we can apply chitinozoan micropaleontology as a proxy to detect climate variations during the Ordovician. We first used palynology to test for the primary nature of Ordovician limestone-mudstone alternations in the Oslo-Asker area, the oldest one of these of Arenig age, but could not exclude a potential diagenetic origin for these deposits. Secondly, we built a chitinozoan-biostratigraphic framework for the type Arenig in Wales to get a better understanding about the spatial distribution of key taxa through the interval; comparing the Tremadoc to the Arenig, an increased provincialism was observed across the globe. Thirdly, new chitinozoan data from the near field in Morocco serve to constrain an erosional event potentially related to glacioeustasy.
L’Ordovicien (485-443 Ma) a été témoin de changement majeurs au niveau de la biodiversité marine, tel que la « Grande Biodiversification Ordovicienne » (GOBE), mais aussi la première des cinq grande extinctions de masse lié à la glaciation de l’Hirnantien (env. 444 Ma), mais de nouvelles évidence tel que des isotopes stables, la stratigraphie séquentielle, les provinces planctoniques et les modélisations climatiques suggèrent que ce refroidissement global aurait commencé bien plus tôt que ce que l’on pensait, pendant l’Ordovicien Inférieur-Moyen. Mais ces études ne sont pas concluantes par elles-mêmes. Le but de cette étude est donc (1) de trouver des preuves supplémentaires d’une période glaciaire pré-Hirnantienne, en se concentrant sur la période la plus ancienne suggérée c.à.d. le Floien (Arénig inférieur-moyen), supposé coïncider avec le début de la GOBE, et (2) tester si les chitinozoaires peuvent être utilisé comme outil pour détecter les variations climatique de l’Ordovicien. Nous avons d’abord utilisé les chitinozoaires pour déterminer la nature d’alternances marno-calcaires de l’Ordovicien dans la région d’Oslo Asker, la plus vieille formation étudiée étant d’âge Arénig tardif, mais nous n’avons pas pu exclure une origine potentiellement diagénétique de ces dépôts. Deuxièmement, une biostratigraphie des chitinozoaires a été établie pour l’Arénig type au Pays de Galles pour observer la répartition spatiale des espèces-clés. En comparant le Trémadoc à l’Arénig, une augmentation du provincialisme est observée.
The Ordovician (485-443 Ma) witnessed major changes in biodiversity including ‘the Great Ordovician Biodiversification Event’ (GOBE), but also the first of the “Big Five” mass extinction events, related to the End Ordovician glaciation. It was long thought to be a greenhouse period, with a short glaciation during the Hirnantian (c. 444 Ma) but recent evidence based on stable isotopes, sequence stratigraphy, plankton provinces and climate models, suggests that this global cooling and the onset of the “Early Palaeozoic Icehouse” may have started much earlier than previously assumed, during the Early-Middle Ordovician. However, each of these methods is inconclusive on its own. The aim of this study is (1) to find additional evidence for pre-Hirnantian glaciations, focusing on the earliest of the suggested phases of cooling, i.e., in the Floian (early-middle Arenig), assumed to coincide with the onset of the GOBE, and (2) to test if we can apply chitinozoan micropaleontology as a proxy to detect climate variations during the Ordovician. We first used palynology to test for the primary nature of Ordovician limestone-mudstone alternations in the Oslo-Asker area, the oldest one of these of Arenig age, but could not exclude a potential diagenetic origin for these deposits. Secondly, we built a chitinozoan-biostratigraphic framework for the type Arenig in Wales to get a better understanding about the spatial distribution of key taxa through the interval; comparing the Tremadoc to the Arenig, an increased provincialism was observed across the globe. Thirdly, new chitinozoan data from the near field in Morocco serve to constrain an erosional event potentially related to glacioeustasy.
02-06-2020
02-06-2020
Thèse
Thèse

Le potentiel de la biostratigraphie des chitinozoaires dans le décryptage de la glaciation fini- Ordovicienne sur les marges Gondwaniennes
Le potentiel de la biostratigraphie des chitinozoaires dans le décryptage de la glaciation fini- Ordovicienne sur les marges Gondwaniennes


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L’Ordovicien Supérieur (Katien-Hirnantien, ~10 Ma) est principalement connu pour son importante glaciation à l’Hirnantien, mais aussi pour enregistrer la première des cinq grande extinctions de masse connues sur Terre. Comprendre le Système Terre et ses dynamiques pendant les glaciations est un facteur crucial pour aborder trois des plus grands défis à lesquels la société du 21ème siècle fait face: le changement climatique et ses effets environnementaux, l’énergie, et la gestion des ressources en eau. Le but de ce travail ce concentre sur l’analyse d’un puissant outil biostratigraphique, les chitinozoaires, dans un domaine glaciaire distal et de dépôt relativement profond (le Massif du Tazekka, Nord du Maroc), dans une région glaciaire proximale qui présente quelques lacunes stratigraphiques (l’Anti-Atlas Central, Sud du Maroc), et dans une région à basses paléolatitudes telle que le Sud de la Chine. L’objectif principal est de corréler ces régions pendant la glaciation fini-Ordovicienne. Les fins de la thèse sont (1) reconnaître les changements fauniques à l’échelle spatiale et temporelle dans le bassin de l’Anti-Atlas Central; (2) comprendre les changements paléoenvironnementaux grâce aux assemblages des chitinozoaires; (3) définir la limite Katien-Hirnantien; (4) comprendre la signification des proxies géochimiques (δ13Corg) dans le Massif du Tazekka; et (5) confirmer l’impact et la nature globale de la glaciation Hirnantienne.
The Upper Ordovician (Katian-Hirnantian, ~10 Myrs) is mainly known for its major glaciation at the Hirnantian Stage, but also for the of the first ‘Big Five’ mass extinction events on Earth history. Understanding Earth system dynamics during glaciations is crucial to approach three of the main challenges facing the society in the 21st century: climate change and its environmental impacts, energy, and water resource management. The aim of this work is focused on the analyses of a powerful biostratigraphic tool, the chitinozoans, in an ice-distal, relatively deep depositional domain (Tazekka Massif, North Morocco), an ice-proximal area that has few stratigraphic gaps (Central Anti-Atlas, South Morocco), and in a low palaeolatitude region that presents a well defined fauna against the chronostratigraphy (South China). The objectif is to correlate all these regions during the end Ordovician glaciation. Indirect proxies for glaciation, such as carbon isotopes and related changes in microfossil assemblages, are also studied here and they can be calibrated against the direct ice-sheet signal. The goals are to (1) recognize the faunal changes on a spatial and temporal scale in the Central Anti-Atlas basin; (2) understand the palaeonvironmental changes thanks to the chitinozoan assemblages; (3) define the Katian-Hirnantian boundary; (4) understand the meaning of the geochemical proxies (δ13Corg) in the Tazekka Massif; and (5) confirm the global nature and impact of the glaciation.
L’Ordovicien Supérieur (Katien-Hirnantien, ~10 Ma) est principalement connu pour son importante glaciation à l’Hirnantien, mais aussi pour enregistrer la première des cinq grande extinctions de masse connues sur Terre. Comprendre le Système Terre et ses dynamiques pendant les glaciations est un facteur crucial pour aborder trois des plus grands défis à lesquels la société du 21ème siècle fait face: le changement climatique et ses effets environnementaux, l’énergie, et la gestion des ressources en eau. Le but de ce travail ce concentre sur l’analyse d’un puissant outil biostratigraphique, les chitinozoaires, dans un domaine glaciaire distal et de dépôt relativement profond (le Massif du Tazekka, Nord du Maroc), dans une région glaciaire proximale qui présente quelques lacunes stratigraphiques (l’Anti-Atlas Central, Sud du Maroc), et dans une région à basses paléolatitudes telle que le Sud de la Chine. L’objectif principal est de corréler ces régions pendant la glaciation fini-Ordovicienne. Les fins de la thèse sont (1) reconnaître les changements fauniques à l’échelle spatiale et temporelle dans le bassin de l’Anti-Atlas Central; (2) comprendre les changements paléoenvironnementaux grâce aux assemblages des chitinozoaires; (3) définir la limite Katien-Hirnantien; (4) comprendre la signification des proxies géochimiques (δ13Corg) dans le Massif du Tazekka; et (5) confirmer l’impact et la nature globale de la glaciation Hirnantienne.
The Upper Ordovician (Katian-Hirnantian, ~10 Myrs) is mainly known for its major glaciation at the Hirnantian Stage, but also for the of the first ‘Big Five’ mass extinction events on Earth history. Understanding Earth system dynamics during glaciations is crucial to approach three of the main challenges facing the society in the 21st century: climate change and its environmental impacts, energy, and water resource management. The aim of this work is focused on the analyses of a powerful biostratigraphic tool, the chitinozoans, in an ice-distal, relatively deep depositional domain (Tazekka Massif, North Morocco), an ice-proximal area that has few stratigraphic gaps (Central Anti-Atlas, South Morocco), and in a low palaeolatitude region that presents a well defined fauna against the chronostratigraphy (South China). The objectif is to correlate all these regions during the end Ordovician glaciation. Indirect proxies for glaciation, such as carbon isotopes and related changes in microfossil assemblages, are also studied here and they can be calibrated against the direct ice-sheet signal. The goals are to (1) recognize the faunal changes on a spatial and temporal scale in the Central Anti-Atlas basin; (2) understand the palaeonvironmental changes thanks to the chitinozoan assemblages; (3) define the Katian-Hirnantian boundary; (4) understand the meaning of the geochemical proxies (δ13Corg) in the Tazekka Massif; and (5) confirm the global nature and impact of the glaciation.
02-06-2020
02-06-2020
Thèse
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Influence du soufre sur la complexation de cations métalliques par la matière organiques dissoute : du milieu naturel au modèle
Influence du soufre sur la complexation de cations métalliques par la matière organiques dissoute : du milieu naturel au modèle


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La matière organique (MO) des systèmes aquatiques est constituée d’un mélange complexe de macromolécules qui a une grande capacité d’interaction avec les métaux modifiant ainsi leur biodisponibilité. Il existe une grande variété de sites complexants susceptibles de fixer les ions métalliques. L’objectif de ce travail est de mieux appréhender le processus de complexation de certains cations par différents sites chélatants oxygénés et soufrés de la MO. Pour atteindre cet objectif, trois catégories de MO ont été étudiées : la MO disoute (MOD) issue de masse d’eau, la MOD fractionnée et des molécules modèles de la MO. Dans chacune de ces classes, des échantillons soufrés et oxygénés ont été comparés pour permettre d’évaluer l’influence de la présence de sites soufrés sur les propriétés complexantes des métaux par la MO. Les études ont été menées au moyen de méthodes de chimiométrie et de chimie quantique combinées à des techniques de spectroscopie électronique. Les résultats obtenus ont montré que la MOD, caractérisée dans un premier temps, voit ses capacités complexantes augmenter avec la concentration en soufre. Le soufre semble avoir un effet sur le pouvoir complexant, mais aucune information spectrale n’a pu prouver la présence de complexes obtenus à partir de sites soufrés. L’utilisation de molécules modèles a quant à elle mise en évidence, pour un grand nombre de cations et pour deux types de fonctions, le pouvoir complexant supérieur des sites soufrés par rapport aux sites oxygénés. Il a également été montré qu’une fonction dithiol a un pouvoir de fixation des métaux plus important qu’une fonction hydroxy-thiocétone.
Organic matter (OM) of aquatic systems is a complex mixture of macromolecules which has a high capacity for interaction with metals and thus modifies their bioavailability. There is a wide variety of complexing sites available to bind metal ions. The objective of this work is to have a better understanding of the process of complexation of certain cations by different oxygenated and sulfur-containing chelating sites of OM. To achieve this objective, three categories of OM were studied: dissolved OM (DOM) from fresh water, fractionated DOM and model compounds of OM. In each of these classes, sulfur and oxygen samples were compared to evaluate the influence of the presence of sulfur-containing sites on the complexing properties of metals by OM. The studies were conducted using chemometric and quantum chemistry methods combined with electronic spectroscopy techniques. The results obtained showed that the MON, characterized initially, sees its complexing capacities increase with the concentration of sulfur. Sulfur appears to have an effect on the complexing power, but no spectral information has been able to prove the presence of complexes obtained from sulfur-containing sites. The use of model molecules has shown the higher complexing power of the sulfur-containing sites compared to the oxygenated one for a large number of cations and for two types of functions. It has also been shown that a dithiol function has a greater binding power of metals than a hydroxy-thioketone function.
La matière organique (MO) des systèmes aquatiques est constituée d’un mélange complexe de macromolécules qui a une grande capacité d’interaction avec les métaux modifiant ainsi leur biodisponibilité. Il existe une grande variété de sites complexants susceptibles de fixer les ions métalliques. L’objectif de ce travail est de mieux appréhender le processus de complexation de certains cations par différents sites chélatants oxygénés et soufrés de la MO. Pour atteindre cet objectif, trois catégories de MO ont été étudiées : la MO disoute (MOD) issue de masse d’eau, la MOD fractionnée et des molécules modèles de la MO. Dans chacune de ces classes, des échantillons soufrés et oxygénés ont été comparés pour permettre d’évaluer l’influence de la présence de sites soufrés sur les propriétés complexantes des métaux par la MO. Les études ont été menées au moyen de méthodes de chimiométrie et de chimie quantique combinées à des techniques de spectroscopie électronique. Les résultats obtenus ont montré que la MOD, caractérisée dans un premier temps, voit ses capacités complexantes augmenter avec la concentration en soufre. Le soufre semble avoir un effet sur le pouvoir complexant, mais aucune information spectrale n’a pu prouver la présence de complexes obtenus à partir de sites soufrés. L’utilisation de molécules modèles a quant à elle mise en évidence, pour un grand nombre de cations et pour deux types de fonctions, le pouvoir complexant supérieur des sites soufrés par rapport aux sites oxygénés. Il a également été montré qu’une fonction dithiol a un pouvoir de fixation des métaux plus important qu’une fonction hydroxy-thiocétone.
Organic matter (OM) of aquatic systems is a complex mixture of macromolecules which has a high capacity for interaction with metals and thus modifies their bioavailability. There is a wide variety of complexing sites available to bind metal ions. The objective of this work is to have a better understanding of the process of complexation of certain cations by different oxygenated and sulfur-containing chelating sites of OM. To achieve this objective, three categories of OM were studied: dissolved OM (DOM) from fresh water, fractionated DOM and model compounds of OM. In each of these classes, sulfur and oxygen samples were compared to evaluate the influence of the presence of sulfur-containing sites on the complexing properties of metals by OM. The studies were conducted using chemometric and quantum chemistry methods combined with electronic spectroscopy techniques. The results obtained showed that the MON, characterized initially, sees its complexing capacities increase with the concentration of sulfur. Sulfur appears to have an effect on the complexing power, but no spectral information has been able to prove the presence of complexes obtained from sulfur-containing sites. The use of model molecules has shown the higher complexing power of the sulfur-containing sites compared to the oxygenated one for a large number of cations and for two types of functions. It has also been shown that a dithiol function has a greater binding power of metals than a hydroxy-thioketone function.
02-06-2020
02-06-2020
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10