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Anomalies de la glycosylation terminale dans la mucoviscidose et les cancers
Anomalies de la glycosylation terminale dans la mucoviscidose et les cancers


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Des anomalies de la glycosylation terminale et de la sulfatation des chaînes glycanniques sont impliquées dans le développement et l’agressivité de multiples pathologies, comme la mucoviscidose et les cancers. Les mécanismes responsables des anomalies de glycosylation associées aux pathologies sont encore très mal connus. Afin de mieux comprendre ces mécanismes, mon parcours scientifique est axé sur l’étude de la régulation de l’expression et de l’activité des enzymes impliquées dans la biosynthèse de motifs glycanniques périphériques : les glycosyltransférases (GTs) et les sulfotransférases (SulfoTs). Pendant ma thèse, j’ai caractérisé des activités glycosyl- et sulfotransférasiques dans la muqueuse bronchique humaine, et leur implication dans la biosynthèse des motifs glycanniques sialyl Lewix x (sLex) et 6-sulfo-sLex surexprimés chez les patients mucoviscidosiques (CF). Mes études sur les variations d’expression des GTs et SulfoTs en présence de cytokines pro-inflammatoires dans différents modèles bronchiques ont montré que l’inflammation pourrait être responsable de certaines anomalies de glycosylation des mucines bronchiques de patients CF, et ainsi contribuer à la chronicité de l’infection pulmonaire par Pseudomonas aeruginosa. Au cours de mon post-doctorat, j’ai étudié l’organisation supramoléculaire des GTs, qui constitue un élément de régulation de la glycosylation : j’ai caractérisé la formation d’un complexe entre une GT, la galactosylcéramide synthétase, et le transporteur d’UDP-galactose : ce complexe est nécessaire à l’import d’UDP-galactose dans le réticulum endoplasmique et à la galactosylation des céramides. Depuis ma nomination en tant que maitre de conférences au sein de l’UMR CNRS 8576, je m’intéresse à la régulation transcriptionnelle des GTs et SulfoTs dont l’expression varie dans la muqueuse bronchique sous l’influence de cytokines pro-inflammatoires et qui sont impliquées dans la biosynthèse des épitopes sLex et 6-sulfo-sLex, ligands préférentiels de P. aeruginosa. En parallèle, je suis impliquée dans un projet visant à élucider les mécanismes responsables des anomalies de glycosylation dans les cancers coliques. Ce projet est axé sur l’étude de la régulation transcriptionnelle, des activités et de l’organisation supramoléculaire des GTs dans les cellules coliques, dont certaines modifications pourraient induire les anomalies de glycosylation observées chez les patients atteints de cancers. Les données acquises au cours de ces projets devraient permettre de mieux comprendre les mécanismes de régulation de biosynthèse d’antigènes glucidiques associés à la mucoviscidose et aux tumeurs, et pourraient offrir de nouvelles perspectives thérapeutiques.
Des anomalies de la glycosylation terminale et de la sulfatation des chaînes glycanniques sont impliquées dans le développement et l’agressivité de multiples pathologies, comme la mucoviscidose et les cancers. Les mécanismes responsables des anomalies de glycosylation associées aux pathologies sont encore très mal connus. Afin de mieux comprendre ces mécanismes, mon parcours scientifique est axé sur l’étude de la régulation de l’expression et de l’activité des enzymes impliquées dans la biosynthèse de motifs glycanniques périphériques : les glycosyltransférases (GTs) et les sulfotransférases (SulfoTs). Pendant ma thèse, j’ai caractérisé des activités glycosyl- et sulfotransférasiques dans la muqueuse bronchique humaine, et leur implication dans la biosynthèse des motifs glycanniques sialyl Lewix x (sLex) et 6-sulfo-sLex surexprimés chez les patients mucoviscidosiques (CF). Mes études sur les variations d’expression des GTs et SulfoTs en présence de cytokines pro-inflammatoires dans différents modèles bronchiques ont montré que l’inflammation pourrait être responsable de certaines anomalies de glycosylation des mucines bronchiques de patients CF, et ainsi contribuer à la chronicité de l’infection pulmonaire par Pseudomonas aeruginosa. Au cours de mon post-doctorat, j’ai étudié l’organisation supramoléculaire des GTs, qui constitue un élément de régulation de la glycosylation : j’ai caractérisé la formation d’un complexe entre une GT, la galactosylcéramide synthétase, et le transporteur d’UDP-galactose : ce complexe est nécessaire à l’import d’UDP-galactose dans le réticulum endoplasmique et à la galactosylation des céramides. Depuis ma nomination en tant que maitre de conférences au sein de l’UMR CNRS 8576, je m’intéresse à la régulation transcriptionnelle des GTs et SulfoTs dont l’expression varie dans la muqueuse bronchique sous l’influence de cytokines pro-inflammatoires et qui sont impliquées dans la biosynthèse des épitopes sLex et 6-sulfo-sLex, ligands préférentiels de P. aeruginosa. En parallèle, je suis impliquée dans un projet visant à élucider les mécanismes responsables des anomalies de glycosylation dans les cancers coliques. Ce projet est axé sur l’étude de la régulation transcriptionnelle, des activités et de l’organisation supramoléculaire des GTs dans les cellules coliques, dont certaines modifications pourraient induire les anomalies de glycosylation observées chez les patients atteints de cancers. Les données acquises au cours de ces projets devraient permettre de mieux comprendre les mécanismes de régulation de biosynthèse d’antigènes glucidiques associés à la mucoviscidose et aux tumeurs, et pourraient offrir de nouvelles perspectives thérapeutiques.
10-11-2020
10-11-2020
Thèse
Thèse

Assistance à l’apprentissage de l’algorithmique : méthode et outil pour l’évaluation et la rétroaction
Assistance à l’apprentissage de l’algorithmique : méthode et outil pour l’évaluation et la rétroaction


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La maîtrise des concepts fondamentaux de la programmation et la capacité à réaliser des programmes simples sont les objectifs essentiels de l’enseignement dans les cours d’introduction à l’informatique. L’enseignement et l’apprentissage de la programmation sont considérés complexes, ce qui explique le taux d’abandon important de ces filières, largement documenté dans la littérature. De nombreux travaux proposent des environnements d’apprentissage de la programmation assistant les apprenants dans la maîtrise de la syntaxe et de la sémantique des langages de programmation. Toutefois, parmi les causes d’échecs, la littérature identifie un manque de capacité à décomposer et formaliser un problème sous forme d’algorithme. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la phase d’analyse et de mise en solution algorithmique. Cette phase a pour rôle de faire acquérir à l’apprenant une démarche de résolution de problème et de formalisation de la solution. Dans cette phase l’apprenant décrit ou structure sa solution algorithmique à l’aide d’une notation formelle (pseudo-code) indépendant de tout langage de programmation. L’étude de la littérature indique que l’amélioration de la capacité de résolution de problème passe par la pratique. Dans le cadre de la programmation pour les novices, il est nécessaire de faire de nombreux exercices (résolution de problème) avec des niveaux de difficulté croissante. Il est par ailleurs nécessaire de fournir une rétroaction en rapport avec les erreurs commises par les apprenants. Dans cet objectif nous proposons AlgoInit, un environnement Web pour l’apprentissage de l’algorithmique. En nous basant sur l’étude de la littérature, nous avons défini : - Une modélisation basée sur la taxonomie de Bloom pour définir le niveau cognitif des exercices proposés ; - Une approche d’évaluation basée sur la comparaison de la solution apprenant à une solution modèle. Pour comparer les solutions (apprenant et modèles) décrites en pseudo-code, nous passons par une étape de transformation des solutions en des arbres étiquetés construits à partir d’une base de règle ; - Des règles pour fournir rétroaction et exercices progressifs en fonction du résultat de l’évaluation de la solution de l’apprenant. Afin d’évaluer la potentialité de notre prototype, nous avons mené deux expérimentations à l’université de Djibouti. La première expérimentation a été consacrée à l’évaluation de la capacité de notre prototype à reconnaître les différentes solutions algorithmiques. Quant à la deuxième, elle a été consacrée à l’évaluation de l’intérêt pédagogique d’AlgoInit. Ces expérimentations ont montré des résultats probants sur la capacité d’AlgoInit de classer les solutions (correctes et incorrectes) et de fournir des rétroactions utiles. Les résultats indiquent également que notre système à une influence significative sur la capacité de résolution de problèmes des étudiants.
Mastering the basic concepts of programming and the ability to carry out simple programs are the essential objectives of introductory computer science courses. The teaching and learning of programming is considered complex, which explains the high drop-out rate of these programs, widely documented in the literature. Many works provide learning environments for programming that assist learners in mastering the syntax and semantics of programming languages. However, among the causes of failure, the literature identifies a lack of ability to decompose and formalize a problem in the form of an algorithm. In the context of this thesis, we are interested in the analysis and algorithmic solution phase. The purpose of this phase is to teach the learner a problem solving and formalization process. In this phase the learner describes or structures his algorithmic solution using a formal notation (pseudo-code) independent of any programming language. The literature review indicates that improving problem solving skills requires practice. As part of programming for novices, it is necessary to do many exercises (problem solving) with increasing difficulty levels. It is also necessary to provide feedback related to the mistakes made by the learners. For this purpose we propose AlgoInit, a Web environment for algorithmic learning. Based on the study of the literature, we defined: - A modeling based on Bloom's taxonomy to define the cognitive level of the proposed exercises. - An evaluation approach based on the comparison of a learning solution to a model solution. To compare the solutions (learner and models) described in pseudo-code, we go through a step of transforming solutions into labeled trees built from a rule base - Rules for providing feedback and progressive exercises based on the outcome of the learner's solution assessment. To evaluate the potential of our prototype, we have conducted two experiments at the University of Djibouti. The first experiment was devoted to evaluating the ability of our prototype to recognize the different algorithmic solutions. As for the second one, it was devoted to the evaluation of the educational interest of AlgoInit. These experiments have shown convincing results on the ability of AlgoInit to classify solutions (correct and incorrect) and to provide useful feedback. The results also indicate that our system has a significant influence on students’ problem solving ability.
La maîtrise des concepts fondamentaux de la programmation et la capacité à réaliser des programmes simples sont les objectifs essentiels de l’enseignement dans les cours d’introduction à l’informatique. L’enseignement et l’apprentissage de la programmation sont considérés complexes, ce qui explique le taux d’abandon important de ces filières, largement documenté dans la littérature. De nombreux travaux proposent des environnements d’apprentissage de la programmation assistant les apprenants dans la maîtrise de la syntaxe et de la sémantique des langages de programmation. Toutefois, parmi les causes d’échecs, la littérature identifie un manque de capacité à décomposer et formaliser un problème sous forme d’algorithme. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la phase d’analyse et de mise en solution algorithmique. Cette phase a pour rôle de faire acquérir à l’apprenant une démarche de résolution de problème et de formalisation de la solution. Dans cette phase l’apprenant décrit ou structure sa solution algorithmique à l’aide d’une notation formelle (pseudo-code) indépendant de tout langage de programmation. L’étude de la littérature indique que l’amélioration de la capacité de résolution de problème passe par la pratique. Dans le cadre de la programmation pour les novices, il est nécessaire de faire de nombreux exercices (résolution de problème) avec des niveaux de difficulté croissante. Il est par ailleurs nécessaire de fournir une rétroaction en rapport avec les erreurs commises par les apprenants. Dans cet objectif nous proposons AlgoInit, un environnement Web pour l’apprentissage de l’algorithmique. En nous basant sur l’étude de la littérature, nous avons défini : - Une modélisation basée sur la taxonomie de Bloom pour définir le niveau cognitif des exercices proposés ; - Une approche d’évaluation basée sur la comparaison de la solution apprenant à une solution modèle. Pour comparer les solutions (apprenant et modèles) décrites en pseudo-code, nous passons par une étape de transformation des solutions en des arbres étiquetés construits à partir d’une base de règle ; - Des règles pour fournir rétroaction et exercices progressifs en fonction du résultat de l’évaluation de la solution de l’apprenant. Afin d’évaluer la potentialité de notre prototype, nous avons mené deux expérimentations à l’université de Djibouti. La première expérimentation a été consacrée à l’évaluation de la capacité de notre prototype à reconnaître les différentes solutions algorithmiques. Quant à la deuxième, elle a été consacrée à l’évaluation de l’intérêt pédagogique d’AlgoInit. Ces expérimentations ont montré des résultats probants sur la capacité d’AlgoInit de classer les solutions (correctes et incorrectes) et de fournir des rétroactions utiles. Les résultats indiquent également que notre système à une influence significative sur la capacité de résolution de problèmes des étudiants.
Mastering the basic concepts of programming and the ability to carry out simple programs are the essential objectives of introductory computer science courses. The teaching and learning of programming is considered complex, which explains the high drop-out rate of these programs, widely documented in the literature. Many works provide learning environments for programming that assist learners in mastering the syntax and semantics of programming languages. However, among the causes of failure, the literature identifies a lack of ability to decompose and formalize a problem in the form of an algorithm. In the context of this thesis, we are interested in the analysis and algorithmic solution phase. The purpose of this phase is to teach the learner a problem solving and formalization process. In this phase the learner describes or structures his algorithmic solution using a formal notation (pseudo-code) independent of any programming language. The literature review indicates that improving problem solving skills requires practice. As part of programming for novices, it is necessary to do many exercises (problem solving) with increasing difficulty levels. It is also necessary to provide feedback related to the mistakes made by the learners. For this purpose we propose AlgoInit, a Web environment for algorithmic learning. Based on the study of the literature, we defined: - A modeling based on Bloom's taxonomy to define the cognitive level of the proposed exercises. - An evaluation approach based on the comparison of a learning solution to a model solution. To compare the solutions (learner and models) described in pseudo-code, we go through a step of transforming solutions into labeled trees built from a rule base - Rules for providing feedback and progressive exercises based on the outcome of the learner's solution assessment. To evaluate the potential of our prototype, we have conducted two experiments at the University of Djibouti. The first experiment was devoted to evaluating the ability of our prototype to recognize the different algorithmic solutions. As for the second one, it was devoted to the evaluation of the educational interest of AlgoInit. These experiments have shown convincing results on the ability of AlgoInit to classify solutions (correct and incorrect) and to provide useful feedback. The results also indicate that our system has a significant influence on students’ problem solving ability.
01-12-2020
01-12-2020
Thèse
Thèse

Caractérisation de la variabilité des propriétés mécaniques aux échelles fils, renforts et composites à base de lin
Caractérisation de la variabilité des propriétés mécaniques aux échelles fils, renforts et composites à base de lin


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Cette thèse a pour objectif la compréhension des propriétés mécaniques des composites à base de fibres de lin. Tout d’abord, on s’est focalisé sur les renforts tissés, ayant différents types de fils, structures et traitements, à travers une caractérisation multi-échelle. Les résultats montrent une forte influence du procédé du tissage ainsi que les traitements de désencollage et de séchage sur les propriétés mécaniques. L’étude montre une grande variabilité des propriétés mécaniques à l’échelle fil qui diminue significativement de l’échelle tissu à l’échelle composite où les résultats mettent en évidence des propriétés régulières et reproductibles, équivalentes aux composites à base de fibres synthétiques. Ensuite, cette thèse s’est intéressée aux propriétés mécaniques des renforts à orientation aléatoire, les non tissés. La caractérisation mécanique est réalisée sous forme sèche avec des essais de traction simple, de flexion pour différents lots de non tissé. Egalement, l’étude de la déformabilité des renforts non tissés est effectuée avec des essais d’emboutissage sur des géométries simple (hémisphère) et complexe (boite carrée). S’appuyant sur une approche expérimentale, un protocole de caractérisation est établi afin d’identifier et quantifier la réponse du non tissé lors de la mise en forme. L’apparition de nouveaux phénomènes tels que la variation de la densité locale et le glissement des fibres est observée pour les renforts de type non tissé. La caractérisation a démontré les effets de facteurs comme la géométrie du poinçon, la pression du serre-flan, la densité et la direction du renfort.
This work focuses on understanding the mechanical properties of flax-based composites. First of all, a multi-scale characterization is carried out for oriented fabric with different types of yarns, structures and treatments. Parameters such as the weaving process and the existence of treatments like desizing and drying has a strong impact on the mechanical properties. Furthermore, the results shows a high variability of the mechanical properties at the yarn scale which decreases significantly at the fabric and composite equivalent properties with the synthetic fibres based composites. Secondly, the thesis focused on the mechanical properties of randomly oriented preforms known as nonwovens. The mechanical characterizations of flax fibre nonwoven are carried out with tensile, bending tests in the dry form. Then, forming tests of the non-woven preforms are performed with different geometries. Based on this experimental approach, a characterization protocol is established to identify and quantify their formability behavior. New phenomena such the variation of local density and the slippage of fibres network are observed for this type of reinforcement. The forming behavior depends strongly on the punch geometry, blank-holder, the area density and direction of the preform.
Cette thèse a pour objectif la compréhension des propriétés mécaniques des composites à base de fibres de lin. Tout d’abord, on s’est focalisé sur les renforts tissés, ayant différents types de fils, structures et traitements, à travers une caractérisation multi-échelle. Les résultats montrent une forte influence du procédé du tissage ainsi que les traitements de désencollage et de séchage sur les propriétés mécaniques. L’étude montre une grande variabilité des propriétés mécaniques à l’échelle fil qui diminue significativement de l’échelle tissu à l’échelle composite où les résultats mettent en évidence des propriétés régulières et reproductibles, équivalentes aux composites à base de fibres synthétiques. Ensuite, cette thèse s’est intéressée aux propriétés mécaniques des renforts à orientation aléatoire, les non tissés. La caractérisation mécanique est réalisée sous forme sèche avec des essais de traction simple, de flexion pour différents lots de non tissé. Egalement, l’étude de la déformabilité des renforts non tissés est effectuée avec des essais d’emboutissage sur des géométries simple (hémisphère) et complexe (boite carrée). S’appuyant sur une approche expérimentale, un protocole de caractérisation est établi afin d’identifier et quantifier la réponse du non tissé lors de la mise en forme. L’apparition de nouveaux phénomènes tels que la variation de la densité locale et le glissement des fibres est observée pour les renforts de type non tissé. La caractérisation a démontré les effets de facteurs comme la géométrie du poinçon, la pression du serre-flan, la densité et la direction du renfort.
This work focuses on understanding the mechanical properties of flax-based composites. First of all, a multi-scale characterization is carried out for oriented fabric with different types of yarns, structures and treatments. Parameters such as the weaving process and the existence of treatments like desizing and drying has a strong impact on the mechanical properties. Furthermore, the results shows a high variability of the mechanical properties at the yarn scale which decreases significantly at the fabric and composite equivalent properties with the synthetic fibres based composites. Secondly, the thesis focused on the mechanical properties of randomly oriented preforms known as nonwovens. The mechanical characterizations of flax fibre nonwoven are carried out with tensile, bending tests in the dry form. Then, forming tests of the non-woven preforms are performed with different geometries. Based on this experimental approach, a characterization protocol is established to identify and quantify their formability behavior. New phenomena such the variation of local density and the slippage of fibres network are observed for this type of reinforcement. The forming behavior depends strongly on the punch geometry, blank-holder, the area density and direction of the preform.
02-11-2020
02-11-2020
Thèse
Thèse
Cette thèse porte sur l'optimisation de la conception et des décisions opérationnelles des laboratoires d'analyses médicales. Dans cette thèse, un outil d'aide à la décision comprenant des modèles mathématiques, un algorithme heuristique et un modèle de simulation personnalisé est développé pour aider les décideurs à résoudre les principaux problèmes stratégiques, tactiques et opérationnels en conception et gestion des opérations des laboratoires d'analyses médicales. Dans cette thèse, la sélection des machines et la disposition des instruments sont étudiées en tant que principaux problèmes stratégiques, le problème de configuration des analyseurs en tant que problème tactique et l’affectation, l’aliquotage et l'ordonnancement en tant que principaux problèmes opérationnels. Un modèle de simulation personnalisé et flexible est développé dans FlexSim pour étudier le laboratoire d'analyse médicale conçu à l'aide des résultats de modèles mathématiques et d'un algorithme de layout développés. Le modèle de simulation aide le concepteur à construire et à analyser un laboratoire complet en tenant compte de toutes les principales caractéristiques du système. Cet attribut de simulation permet d'analyser le comportement du système et de déterminer si le système conçu est efficace. Pour vérifier la validité du cadre proposé, les données extraites d’un cas réel sont utilisées. Les résultats de sortie scellent l'applicabilité et l'efficacité du cadre proposé ainsi que la compétence des techniques proposées pour traiter chaque problème d'optimisation. À notre connaissance, cette thèse est l’une des principales études sur l’optimisation des laboratoires d'analyses médicales.
This thesis focuses on the optimization of clinical laboratory design and operating decisions. In this thesis, a decision support tool including mathematical models, a heuristic algorithm and a customized simulation model is developed to aid decision makers for the main strategic, tactical and operational problems in clinical laboratory design and operations management. In this thesis, machine selection and facility layout are studied as the main strategic problems, analyzer configuration problem as the tactical problem, and assignment, aliquoting, and scheduling as the principal operational problems. A customized and flexible simulation model is developed in FlexSim to study the clinical laboratory designed through the outputs of developed mathematical models and layout algorithm. The simulation model helps the designer to construct and analyze a complete clinical laboratory taking into account all major features of the system. This simulation attribute provides the ability to scrutinize the system behaviour and to find out whether the designed system is efficient. Furthermore, simulation model can be fruitful to decide on scheduling, aliquoting and staffing problems through the evaluation of various scenarios proposed by decision maker for each of these problems. To verify the validity of the proposed framework, data extracted from a real case is used. The output results seal on the applicability and the efficiency of the proposed framework as well as competency of proposed techniques to deal with each optimization problem. To the best of our knowledge, this thesis is one of the leading studies on the optimization of clinical laboratories.
Cette thèse porte sur l'optimisation de la conception et des décisions opérationnelles des laboratoires d'analyses médicales. Dans cette thèse, un outil d'aide à la décision comprenant des modèles mathématiques, un algorithme heuristique et un modèle de simulation personnalisé est développé pour aider les décideurs à résoudre les principaux problèmes stratégiques, tactiques et opérationnels en conception et gestion des opérations des laboratoires d'analyses médicales. Dans cette thèse, la sélection des machines et la disposition des instruments sont étudiées en tant que principaux problèmes stratégiques, le problème de configuration des analyseurs en tant que problème tactique et l’affectation, l’aliquotage et l'ordonnancement en tant que principaux problèmes opérationnels. Un modèle de simulation personnalisé et flexible est développé dans FlexSim pour étudier le laboratoire d'analyse médicale conçu à l'aide des résultats de modèles mathématiques et d'un algorithme de layout développés. Le modèle de simulation aide le concepteur à construire et à analyser un laboratoire complet en tenant compte de toutes les principales caractéristiques du système. Cet attribut de simulation permet d'analyser le comportement du système et de déterminer si le système conçu est efficace. Pour vérifier la validité du cadre proposé, les données extraites d’un cas réel sont utilisées. Les résultats de sortie scellent l'applicabilité et l'efficacité du cadre proposé ainsi que la compétence des techniques proposées pour traiter chaque problème d'optimisation. À notre connaissance, cette thèse est l’une des principales études sur l’optimisation des laboratoires d'analyses médicales.
This thesis focuses on the optimization of clinical laboratory design and operating decisions. In this thesis, a decision support tool including mathematical models, a heuristic algorithm and a customized simulation model is developed to aid decision makers for the main strategic, tactical and operational problems in clinical laboratory design and operations management. In this thesis, machine selection and facility layout are studied as the main strategic problems, analyzer configuration problem as the tactical problem, and assignment, aliquoting, and scheduling as the principal operational problems. A customized and flexible simulation model is developed in FlexSim to study the clinical laboratory designed through the outputs of developed mathematical models and layout algorithm. The simulation model helps the designer to construct and analyze a complete clinical laboratory taking into account all major features of the system. This simulation attribute provides the ability to scrutinize the system behaviour and to find out whether the designed system is efficient. Furthermore, simulation model can be fruitful to decide on scheduling, aliquoting and staffing problems through the evaluation of various scenarios proposed by decision maker for each of these problems. To verify the validity of the proposed framework, data extracted from a real case is used. The output results seal on the applicability and the efficiency of the proposed framework as well as competency of proposed techniques to deal with each optimization problem. To the best of our knowledge, this thesis is one of the leading studies on the optimization of clinical laboratories.
02-11-2020
02-11-2020
Thèse
Thèse

Compréhension de l'altération chimique des matériaux afin d'optimiser leur valorisation dans les filières du Génie civil
Compréhension de l'altération chimique des matériaux afin d'optimiser leur valorisation dans les filières du Génie civil


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Mes principaux travaux de recherche présentés dans le cadre de cette HDR sont centrés sur le couple durabilité-valorisation des matériaux. En effet, ma préoccupation est de valoriser des matériaux réactifs chimiquement dans des bétons ou des infrastructures routières tout en préservant la durabilité des structures qui les contiennent. Ces matériaux réactifs (roches naturelles ou sous-produits industriels) utilisés comme granulat peuvent conduire à des désordres dimensionnels au niveau des structures qui les incorporent. La démarche de maîtrise des risques que nous avons instaurée est basée, sur une meilleure compréhension des mécanismes de dégradations plutôt que sur une approche empirique. Elle se décline de la façon suivante :1/ Identifier les phases réactives des matériaux à l’origine des expansions ainsi que les réactifs mis en cause dans l’altération de ces phases. Cela passe par des caractérisations chimique, physique et pétrographique très avancées des matériaux à l’état initial et au cours de l’altération. 2/ Cerner les mécanismes d’altération des matériaux et la génération du gonflement induit. Cela nécessite d’identifier les réactions chimiques mises en cause, le rôle de l’ensemble des réactifs et les manifestations physiques qui génèrent l’expansion. 3/ Elaborer des solutions permettant de réduire fortement l’altération des matériaux en limitant la présence ou l’action d’un des réactifs en jeu dans les réactions chimiques. Ainsi, à défaut d’annuler le risque expansif, il s’agit de le contenir afin de respecter les seuils réglementaires mais surtout d’assurer la pérennité des ouvrages. La mise en œuvre de cette démarche s’est faite principalement à travers deux sujets qui constituent le cœur de mon activité de recherche et sur lesquels est basée cette HDR :1/ Une pathologie d’ouvrage appelée la réaction alcali-silice qui affecte de nombreux ouvrages à travers le monde. Cela concerne des dégradations sur bétons dues à l’emploi de granulats naturels à base de phases siliceuses qui sont réactifs vis-à-vis des autres constituants du béton. Ces travaux ont conduit à la définition des variables physico-chimiques d’avancement spécifiques à la RAS sur différents granulats, à la détermination des phases minérales réactives, à la proposition d’un mécanisme réactionnel liant l’altération de la silice à l’expansion des granulats et par conséquent des bétons. La compréhension de ces mécanismes a pour but de formuler à terme des bétons durables non expansifs constitués de granulats réactifs augmentant ainsi la valorisation de ces derniers. La mesure de variables d’avancement physico-chimiques présente également un potentiel en termes d’aide au diagnostic de cette pathologie. 2/ La détérioration des chaussées employant un sous-produit industriel que sont les laitiers de conversion d’acérie LD comme granulat routier. L’altération de la chaux que contiennent les laitiers LD fait gonfler les granulats et entraîne des déformations et des fissurations de chaussées. Les caractérisations physico-chimiques et minéralogiques ont amené une meilleure compréhension du mécanisme d’altération des laitiers LD conduisant à leur instabilité dimensionnelle. Cette étude, couplée à l’analyse du processus industriel à l’origine des laitiers LD, a permis de proposer des orientations permettant la sélection de granulats de laitiers LD ayant un faible risque d’expansion pour des valorisations en techniques routières. Une ouverture est faite sur les conséquences d’un point de vue environnemental de l’altération chimique des matériaux principalement dans le cas de la valorisation de déchets et de sous-produits industriels. En effet, ces derniers peuvent contenir des polluants, il est donc essentiel d’évaluer le risque potentiel de leur émission dans l’environnement.
Mes principaux travaux de recherche présentés dans le cadre de cette HDR sont centrés sur le couple durabilité-valorisation des matériaux. En effet, ma préoccupation est de valoriser des matériaux réactifs chimiquement dans des bétons ou des infrastructures routières tout en préservant la durabilité des structures qui les contiennent. Ces matériaux réactifs (roches naturelles ou sous-produits industriels) utilisés comme granulat peuvent conduire à des désordres dimensionnels au niveau des structures qui les incorporent. La démarche de maîtrise des risques que nous avons instaurée est basée, sur une meilleure compréhension des mécanismes de dégradations plutôt que sur une approche empirique. Elle se décline de la façon suivante :1/ Identifier les phases réactives des matériaux à l’origine des expansions ainsi que les réactifs mis en cause dans l’altération de ces phases. Cela passe par des caractérisations chimique, physique et pétrographique très avancées des matériaux à l’état initial et au cours de l’altération. 2/ Cerner les mécanismes d’altération des matériaux et la génération du gonflement induit. Cela nécessite d’identifier les réactions chimiques mises en cause, le rôle de l’ensemble des réactifs et les manifestations physiques qui génèrent l’expansion. 3/ Elaborer des solutions permettant de réduire fortement l’altération des matériaux en limitant la présence ou l’action d’un des réactifs en jeu dans les réactions chimiques. Ainsi, à défaut d’annuler le risque expansif, il s’agit de le contenir afin de respecter les seuils réglementaires mais surtout d’assurer la pérennité des ouvrages. La mise en œuvre de cette démarche s’est faite principalement à travers deux sujets qui constituent le cœur de mon activité de recherche et sur lesquels est basée cette HDR :1/ Une pathologie d’ouvrage appelée la réaction alcali-silice qui affecte de nombreux ouvrages à travers le monde. Cela concerne des dégradations sur bétons dues à l’emploi de granulats naturels à base de phases siliceuses qui sont réactifs vis-à-vis des autres constituants du béton. Ces travaux ont conduit à la définition des variables physico-chimiques d’avancement spécifiques à la RAS sur différents granulats, à la détermination des phases minérales réactives, à la proposition d’un mécanisme réactionnel liant l’altération de la silice à l’expansion des granulats et par conséquent des bétons. La compréhension de ces mécanismes a pour but de formuler à terme des bétons durables non expansifs constitués de granulats réactifs augmentant ainsi la valorisation de ces derniers. La mesure de variables d’avancement physico-chimiques présente également un potentiel en termes d’aide au diagnostic de cette pathologie. 2/ La détérioration des chaussées employant un sous-produit industriel que sont les laitiers de conversion d’acérie LD comme granulat routier. L’altération de la chaux que contiennent les laitiers LD fait gonfler les granulats et entraîne des déformations et des fissurations de chaussées. Les caractérisations physico-chimiques et minéralogiques ont amené une meilleure compréhension du mécanisme d’altération des laitiers LD conduisant à leur instabilité dimensionnelle. Cette étude, couplée à l’analyse du processus industriel à l’origine des laitiers LD, a permis de proposer des orientations permettant la sélection de granulats de laitiers LD ayant un faible risque d’expansion pour des valorisations en techniques routières. Une ouverture est faite sur les conséquences d’un point de vue environnemental de l’altération chimique des matériaux principalement dans le cas de la valorisation de déchets et de sous-produits industriels. En effet, ces derniers peuvent contenir des polluants, il est donc essentiel d’évaluer le risque potentiel de leur émission dans l’environnement.
10-11-2020
10-11-2020
Thèse
Thèse

Design methodology of antennas based on metamaterials and the theory of characteristic modes : application to cognitive radio
Design methodology of antennas based on metamaterials and the theory of characteristic modes : application to cognitive radio


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C’est dans la course au débit que de nouveaux systèmes de communications sans fil sont proposés aujourd’hui afin de répondre à cette demande. Il n’existe pas de technologie ou de standard unique pour remplacer toutes les autres technologies radio tout en satisfaisant l’ensemble des besoins de services et d’usages. Les futurs systèmes de communications devront donc permettre l’interopérabilité entre les dif- férents standards au niveau européen et mondial. L’émergence des technologies de la radio intelligente constitue aujourd’hui une solution originale et prometteuse pour répondre à ce challenge. Cependant, le déploiement de ces systèmes soulève encore de nombreux défis techniques notamment au niveau des antennes. Ces dernières doivent en particulier être capables de modifier leurs réponses en fréquences ou bien avoir une très large bande tout en minimisant la déformation des formes d’ondes. Elles doivent répondre aux besoins de cohabitation multi-systèmes et de miniaturisation. Or la miniaturisation et la largeur de bande sont limités par des contraintes physiques et les caractéristiques des matériaux les constituant. Les métamatériaux, des composites électromagnétiques artificiels, peuvent permettre la conception d’éléments rayonnants pour la radio intelligente avec un plus grand degré de liberté et à moindre coût. Cependant l’analyse de l’association des métamatériaux à des antennes ou éléments rayonnants n’est pas aisé, surtout quand les antennes prennent une forme arbitraire. Pour adresser ces challenges les techniques classiques de conception d’antennes ne sont pas suffisantes. Pour cela, nous proposons dans ce travail une approche basée sur la conception modale utilisant la théorie des modes caractéristiques. Cette approche démontre un potentiel remarquable dans la conception des antennes électriquement petites ainsi les antennes basées/inspirées des métamatériaux. En outre, l’évaluation des performances d’antennes à formes arbitraires en fonction des paramètres géométriques à été démontré sans considération d’une excitation prédéfinie. Ceci offre un énorme avantage pour les techniques basées sur l’optimisation des formes d’antennes. Finalement, une antenne très large bande dédiée au sondage du spectre est présentée. L’approche modale a été utilisée afin de garantir un diagramme du rayonnement stable sur toute la bande de fréquence ainsi qu’une bonne efficacité dans le régime électriquement petit. Plusieurs validations expérimentales sont également présentées.
The rise of wireless communication systems and the big demand of high bit rate links have entailed researches to lie over new communications systems. With this diversity of wireless systems, flexibility for operating between different standards is strongly needed. Cognitive radio (CR) consist the future system that can offer this flexibility. The new features of CRs remains many challenges to their antennas. Miniaturization, isolation and bandwidth improvement, are all real needs and effective challenges. Especially when the geometry of the antenna become more complex in order to fit the terminal chassis. The use of metamaterials (MTM) has been introduced to overcome physics limitations in order to undertake these needs. The analysis of MTM in presence of radiating elements such antennas prove to be a challenge. In this thesis, an new approach to address these challenges is proposed. It is based on a modal concept using the theory of characteristic modes (TCM). It proves to be useful to analyse and design of electrically small antenna (ESA), metamaterial-inspired antennas and metamaterial-based antennas. Furthermore, the same approach is used to evaluate the antenna performances when surrounded by complex artificial materials by proposing closed formulas for the quality factor. This remains into a huge advantage in the antenna shape optimisation in the antenna industry. As a proof of concept, an extremely-wide-band antenna for underlay CR (sensing antenna) is developed using the proposed approach in order to have stable radiation pattern an high efficiency in the electrically small regime. An experimental validation of the performances of all the presented designs is also provided.
C’est dans la course au débit que de nouveaux systèmes de communications sans fil sont proposés aujourd’hui afin de répondre à cette demande. Il n’existe pas de technologie ou de standard unique pour remplacer toutes les autres technologies radio tout en satisfaisant l’ensemble des besoins de services et d’usages. Les futurs systèmes de communications devront donc permettre l’interopérabilité entre les dif- férents standards au niveau européen et mondial. L’émergence des technologies de la radio intelligente constitue aujourd’hui une solution originale et prometteuse pour répondre à ce challenge. Cependant, le déploiement de ces systèmes soulève encore de nombreux défis techniques notamment au niveau des antennes. Ces dernières doivent en particulier être capables de modifier leurs réponses en fréquences ou bien avoir une très large bande tout en minimisant la déformation des formes d’ondes. Elles doivent répondre aux besoins de cohabitation multi-systèmes et de miniaturisation. Or la miniaturisation et la largeur de bande sont limités par des contraintes physiques et les caractéristiques des matériaux les constituant. Les métamatériaux, des composites électromagnétiques artificiels, peuvent permettre la conception d’éléments rayonnants pour la radio intelligente avec un plus grand degré de liberté et à moindre coût. Cependant l’analyse de l’association des métamatériaux à des antennes ou éléments rayonnants n’est pas aisé, surtout quand les antennes prennent une forme arbitraire. Pour adresser ces challenges les techniques classiques de conception d’antennes ne sont pas suffisantes. Pour cela, nous proposons dans ce travail une approche basée sur la conception modale utilisant la théorie des modes caractéristiques. Cette approche démontre un potentiel remarquable dans la conception des antennes électriquement petites ainsi les antennes basées/inspirées des métamatériaux. En outre, l’évaluation des performances d’antennes à formes arbitraires en fonction des paramètres géométriques à été démontré sans considération d’une excitation prédéfinie. Ceci offre un énorme avantage pour les techniques basées sur l’optimisation des formes d’antennes. Finalement, une antenne très large bande dédiée au sondage du spectre est présentée. L’approche modale a été utilisée afin de garantir un diagramme du rayonnement stable sur toute la bande de fréquence ainsi qu’une bonne efficacité dans le régime électriquement petit. Plusieurs validations expérimentales sont également présentées.
The rise of wireless communication systems and the big demand of high bit rate links have entailed researches to lie over new communications systems. With this diversity of wireless systems, flexibility for operating between different standards is strongly needed. Cognitive radio (CR) consist the future system that can offer this flexibility. The new features of CRs remains many challenges to their antennas. Miniaturization, isolation and bandwidth improvement, are all real needs and effective challenges. Especially when the geometry of the antenna become more complex in order to fit the terminal chassis. The use of metamaterials (MTM) has been introduced to overcome physics limitations in order to undertake these needs. The analysis of MTM in presence of radiating elements such antennas prove to be a challenge. In this thesis, an new approach to address these challenges is proposed. It is based on a modal concept using the theory of characteristic modes (TCM). It proves to be useful to analyse and design of electrically small antenna (ESA), metamaterial-inspired antennas and metamaterial-based antennas. Furthermore, the same approach is used to evaluate the antenna performances when surrounded by complex artificial materials by proposing closed formulas for the quality factor. This remains into a huge advantage in the antenna shape optimisation in the antenna industry. As a proof of concept, an extremely-wide-band antenna for underlay CR (sensing antenna) is developed using the proposed approach in order to have stable radiation pattern an high efficiency in the electrically small regime. An experimental validation of the performances of all the presented designs is also provided.
01-12-2020
01-12-2020
Thèse
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Fabrication and thermal conductivity characterization of phononic engineered silicon membranes for thermoelectric applications
Fabrication and thermal conductivity characterization of phononic engineered silicon membranes for thermoelectric applications


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La thermoélectricité rencontre un intérêt croissant ces dernières années comme source d'énergie alternative pour l’alimentation de dispositifs micro- et nano- électroniques. Les matériaux thermoélectriques transforment par effet Seebeck une différence de température en énergie électrique utile. Dans les dispositifs thermoélectriques, l’énergie perdue en général sous forme de chaleur résiduelle peut ainsi être recyclée en utilisant les gradients de température existants. L'efficacité thermoélectrique dépend des propriétés électroniques du matériau et de sa conductivité thermique κ. Le silicium présente une très bonne conductivité électrique et un coefficient Seebeck prometteur, mais sa conductivité thermique phononique limite fortement son potentiel pour des applications thermoélectriques, du moins sous forme de matériau massif. Par contre, la nanostructuration du silicium en couches minces, et a fortiori la fabrication de cristaux phononiques permet de réduire fortement la conductivité thermique. Dans ce travail, des simulations de dynamique moléculaire sont réalisées pour confirmer cette stratégie et permettre la définition d'un design optimal de membranes perforées. De plus, le travail expérimental montre différentes méthodologies de fabrication de membranes phononiques de silicium intégrées dans une plate-forme de métrologie. Plusieurs techniques de caractérisation (Electrothermique, Raman et Microscopie à sonde thermique) ont ensuite été utilisées pour déterminer la conductivité thermique des membranes. Une réduction considérable de κ est obtenue pour le silicium, permettant d’envisager l’intégration de ces membranes dans un convertisseur thermoélectrique.
In the last twenty years, the continuous seek for alternative energy sources to power micro- and nano-electronic devices has marked the rise of interest toward thermoelectricity. Thermoelectric materials can turn directly, by Seebeck effect, the temperature difference into useful electric power. The energy lost as waste heat can be re-used as a power source. It is known that, to improve thermoelectric efficiency, an important role is played by material’s electronic properties and its thermal conductivity. Silicon exhibits very good electrical conductivity and Seebeck parameter, but its lattice thermal conductivity represents the bigger obstacle for thermoelectric applications, preventing its direct integration as bulk material. It has been demonstrated that nanostructuring silicon in thin films enables the reduction of thermal conductivity down to one order of magnitude. Furthermore, a supplementary decrease of thermal conductivity is possible by periodical patterning of the silicon thin film in a photonic-like way, creating Phononic Crystals (PnCs). In our work molecular dynamics simulations are performed to confirm the trend envisaged and allow the definition of an optimal design for the patterned membranes. Moreover, our experimental work lists different fabrication methodologies of silicon phononic engineered membranes integrate into a metrology platform. Several characterization techniques (Electrothermal , Raman thermometry, Scanning Thermal Microscopy) are used to determine the membranes thermal conductivity. A considerable reduction of κ is obtained for silicon, paving the way for a prospective integration of those membranes into a thermoelectric converter.
La thermoélectricité rencontre un intérêt croissant ces dernières années comme source d'énergie alternative pour l’alimentation de dispositifs micro- et nano- électroniques. Les matériaux thermoélectriques transforment par effet Seebeck une différence de température en énergie électrique utile. Dans les dispositifs thermoélectriques, l’énergie perdue en général sous forme de chaleur résiduelle peut ainsi être recyclée en utilisant les gradients de température existants. L'efficacité thermoélectrique dépend des propriétés électroniques du matériau et de sa conductivité thermique κ. Le silicium présente une très bonne conductivité électrique et un coefficient Seebeck prometteur, mais sa conductivité thermique phononique limite fortement son potentiel pour des applications thermoélectriques, du moins sous forme de matériau massif. Par contre, la nanostructuration du silicium en couches minces, et a fortiori la fabrication de cristaux phononiques permet de réduire fortement la conductivité thermique. Dans ce travail, des simulations de dynamique moléculaire sont réalisées pour confirmer cette stratégie et permettre la définition d'un design optimal de membranes perforées. De plus, le travail expérimental montre différentes méthodologies de fabrication de membranes phononiques de silicium intégrées dans une plate-forme de métrologie. Plusieurs techniques de caractérisation (Electrothermique, Raman et Microscopie à sonde thermique) ont ensuite été utilisées pour déterminer la conductivité thermique des membranes. Une réduction considérable de κ est obtenue pour le silicium, permettant d’envisager l’intégration de ces membranes dans un convertisseur thermoélectrique.
In the last twenty years, the continuous seek for alternative energy sources to power micro- and nano-electronic devices has marked the rise of interest toward thermoelectricity. Thermoelectric materials can turn directly, by Seebeck effect, the temperature difference into useful electric power. The energy lost as waste heat can be re-used as a power source. It is known that, to improve thermoelectric efficiency, an important role is played by material’s electronic properties and its thermal conductivity. Silicon exhibits very good electrical conductivity and Seebeck parameter, but its lattice thermal conductivity represents the bigger obstacle for thermoelectric applications, preventing its direct integration as bulk material. It has been demonstrated that nanostructuring silicon in thin films enables the reduction of thermal conductivity down to one order of magnitude. Furthermore, a supplementary decrease of thermal conductivity is possible by periodical patterning of the silicon thin film in a photonic-like way, creating Phononic Crystals (PnCs). In our work molecular dynamics simulations are performed to confirm the trend envisaged and allow the definition of an optimal design for the patterned membranes. Moreover, our experimental work lists different fabrication methodologies of silicon phononic engineered membranes integrate into a metrology platform. Several characterization techniques (Electrothermal , Raman thermometry, Scanning Thermal Microscopy) are used to determine the membranes thermal conductivity. A considerable reduction of κ is obtained for silicon, paving the way for a prospective integration of those membranes into a thermoelectric converter.
02-11-2020
02-11-2020
Thèse
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Impacts of a top-predator emergence in an exploited ecosystem : North Sea hake and saithe. Which interactions ? What consequences ?
Impacts of a top-predator emergence in an exploited ecosystem : North Sea hake and saithe. Which interactions ? What consequences ?


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La population de lieu noir (Pollachius virens) de mer du Nord a une importance économique élevée pour les pêcheries européennes. Depuis une dizaine d’années, l’abondance du lieu noir a décliné, alors que le merlu (Merluccius merluccius), qui était peu pêché dans cette zone, a vu son abondance fortement augmenter. Ce travail se concentre sur la nature des interactions écologiques entre le lieu noir et le merlu en Mer du Nord afin de déterminer si la récente émergence du merlu dans cette zone pourrait expliquer, au moins en partie, le récent déclin du stock de lieu noir. Les résultats obtenus lors de ce travail de recherche ont permis de valider l’hypothèse de compétition entre le lieu noir et le merlu. De plus, cette étude a révélé un impact potentiellement négatif de l’augmentation du merlu sur la biomasse de lieu noir. L’émergence du merlu en mer du Nord doit donc être sérieusement prise en compte dans les avis scientifiques supportant les décisions de gestion encadrant la pêche du lieu noir, mais aussi des autres espèces de mer du Nord que l’émergence du merlu est susceptible d’affecter. Finalement, ce travail fournit donc les premières bases écologiques nécessaires à une investigation plus détaillée des conséquences de l’émergence du merlu dans un écosystème hautement exploité tel que la mer du Nord.
North Sea saithe (Pollachius virens) has high economic value for European fisheries. In recent years, North Sea saithe abundance has decreased, while abundance of hake (Merluccius merluccius), which was rarely fished in the North Sea, has increased dramatically in the area. This work investigate the nature of the ecological interactions between saithe and hake in the North Sea, in order to understand if recent hake emergence in this area could explain, at least partially, the recent decline of the saithe stock. The results obtained during this research suggested competitive interactions between saithe and hake predators in the area. In addition, this investigation revealed potential negative effects of hake emergence in the North Sea on the resident saithe stock. Therefore, hake emergence in the North Sea must be taken into account when managing commercial species fisheries, the sustainability of which may be threatened by this up-coming predator. Finally, the results obtained within this PhD research thesis highlight the importance of hake as an up-coming predator and competitor in the North Sea, and provide the necessary basis for further investigations of hake potential ecological and economic function in this exploited ecosystem.
La population de lieu noir (Pollachius virens) de mer du Nord a une importance économique élevée pour les pêcheries européennes. Depuis une dizaine d’années, l’abondance du lieu noir a décliné, alors que le merlu (Merluccius merluccius), qui était peu pêché dans cette zone, a vu son abondance fortement augmenter. Ce travail se concentre sur la nature des interactions écologiques entre le lieu noir et le merlu en Mer du Nord afin de déterminer si la récente émergence du merlu dans cette zone pourrait expliquer, au moins en partie, le récent déclin du stock de lieu noir. Les résultats obtenus lors de ce travail de recherche ont permis de valider l’hypothèse de compétition entre le lieu noir et le merlu. De plus, cette étude a révélé un impact potentiellement négatif de l’augmentation du merlu sur la biomasse de lieu noir. L’émergence du merlu en mer du Nord doit donc être sérieusement prise en compte dans les avis scientifiques supportant les décisions de gestion encadrant la pêche du lieu noir, mais aussi des autres espèces de mer du Nord que l’émergence du merlu est susceptible d’affecter. Finalement, ce travail fournit donc les premières bases écologiques nécessaires à une investigation plus détaillée des conséquences de l’émergence du merlu dans un écosystème hautement exploité tel que la mer du Nord.
North Sea saithe (Pollachius virens) has high economic value for European fisheries. In recent years, North Sea saithe abundance has decreased, while abundance of hake (Merluccius merluccius), which was rarely fished in the North Sea, has increased dramatically in the area. This work investigate the nature of the ecological interactions between saithe and hake in the North Sea, in order to understand if recent hake emergence in this area could explain, at least partially, the recent decline of the saithe stock. The results obtained during this research suggested competitive interactions between saithe and hake predators in the area. In addition, this investigation revealed potential negative effects of hake emergence in the North Sea on the resident saithe stock. Therefore, hake emergence in the North Sea must be taken into account when managing commercial species fisheries, the sustainability of which may be threatened by this up-coming predator. Finally, the results obtained within this PhD research thesis highlight the importance of hake as an up-coming predator and competitor in the North Sea, and provide the necessary basis for further investigations of hake potential ecological and economic function in this exploited ecosystem.
02-11-2020
02-11-2020
Thèse
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Interactions "organismes vivants - sols, sédiments et matériaux de construction"
Interactions "organismes vivants - sols, sédiments et matériaux de construction"


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La thématique de recherche porte sur l’étude des interactions entre les organismes vivants et leurs milieux, concernant plus particulièrement les sols, les sédiments et les matériaux de construction. Les interactions entre les organismes vivants et leurs milieux sont complexes et donc difficiles à étudier puisqu’il convient de connaître : - l’impact des organismes vivants sur le milieu, comme par exemple lors de la biodégradation de composés organiques, de la biolixiviation de métaux ou de la biodétérioration du béton. - l’impact du milieu sur les organismes vivants ; ce qui correspond à une approche écotoxicologique. L’originalité de la démarche scientifique a été d’aborder les interactions « Organismes vivants – Milieux » à travers une approche pluridisciplinaire visant à étudier les couplages entre la chimie, la microbiologie et l’écotoxicologie tout en passant de milieux largement étudiés (comme les sols) à des milieu moins connus. (matériaux de construction). Les études menées ont conduit aux avancées scientifiques suivantes : •Développement d’une méthodologie permettant d’évaluer le potentiel de biodégradation d’un sol contaminé par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), •Connaissance de l’évolution de la diversité bactérienne lors d’un traitement biologique de sols contaminés par des HAP : mise en évidence des Gamma-protéobactéries (Pseudomonas et Enterobacter) comme bioindicateurs de l’évaluation du potentiel de biodégradation des HAP à 2, 3 et 4 cycles et des Béta-protéobactéries comme bioindicateurs de la qualité du milieu, •Développement d’essais de laboratoire représentatifs d’un traitement biologique de sols pollués par des HAP, permettant d’envisager la mise au point d’une stratégie d’optimisation et de monitoring d’un biotraitement, •Mise en évidence de l’importance sur l’écotoxicité, de la biodisponibilité des HAP au sein de sols pollués en relation avec la microstructure des sols et la répartition des polluants, •Élaborationn d’une méthodologie visant à évaluer l’écotoxicité de sols pollués au travers d’une batterie de bioessais, afin de rendre plus pertinente l’approche uniquement basée sur des analyses chimiques : développement d’un indice global « Ecoscore » visant à rendre compte de l’écotoxicité de sols pollués, •Mise en évidence de l’influence des bactéries sulfo-oxydantes, plus précisément du genre Acidithiobacillus, sur l’oxydation des sulfures métalliques contenus dans des sédiments de curage, conduisant au relargage d’ions métalliques dans l’environnement, •Compréhension des mécanismes de biodétérioration de mortiers armés par Acidithiobacillus thiooxidans grâce à la mise au point d’un test de laboratoire accéléré, reproductible et représentatif, permettant pour la première fois de quantifier l’activité bactérienne durant l’essai, •Compréhension des mécanismes d’adhésion des algues (Klebsormidium flaccidum) en relation avec l’état de surface de mortiers grâce au développement d’un test accéléré de laboratoire.
La thématique de recherche porte sur l’étude des interactions entre les organismes vivants et leurs milieux, concernant plus particulièrement les sols, les sédiments et les matériaux de construction. Les interactions entre les organismes vivants et leurs milieux sont complexes et donc difficiles à étudier puisqu’il convient de connaître : - l’impact des organismes vivants sur le milieu, comme par exemple lors de la biodégradation de composés organiques, de la biolixiviation de métaux ou de la biodétérioration du béton. - l’impact du milieu sur les organismes vivants ; ce qui correspond à une approche écotoxicologique. L’originalité de la démarche scientifique a été d’aborder les interactions « Organismes vivants – Milieux » à travers une approche pluridisciplinaire visant à étudier les couplages entre la chimie, la microbiologie et l’écotoxicologie tout en passant de milieux largement étudiés (comme les sols) à des milieu moins connus. (matériaux de construction). Les études menées ont conduit aux avancées scientifiques suivantes : •Développement d’une méthodologie permettant d’évaluer le potentiel de biodégradation d’un sol contaminé par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), •Connaissance de l’évolution de la diversité bactérienne lors d’un traitement biologique de sols contaminés par des HAP : mise en évidence des Gamma-protéobactéries (Pseudomonas et Enterobacter) comme bioindicateurs de l’évaluation du potentiel de biodégradation des HAP à 2, 3 et 4 cycles et des Béta-protéobactéries comme bioindicateurs de la qualité du milieu, •Développement d’essais de laboratoire représentatifs d’un traitement biologique de sols pollués par des HAP, permettant d’envisager la mise au point d’une stratégie d’optimisation et de monitoring d’un biotraitement, •Mise en évidence de l’importance sur l’écotoxicité, de la biodisponibilité des HAP au sein de sols pollués en relation avec la microstructure des sols et la répartition des polluants, •Élaborationn d’une méthodologie visant à évaluer l’écotoxicité de sols pollués au travers d’une batterie de bioessais, afin de rendre plus pertinente l’approche uniquement basée sur des analyses chimiques : développement d’un indice global « Ecoscore » visant à rendre compte de l’écotoxicité de sols pollués, •Mise en évidence de l’influence des bactéries sulfo-oxydantes, plus précisément du genre Acidithiobacillus, sur l’oxydation des sulfures métalliques contenus dans des sédiments de curage, conduisant au relargage d’ions métalliques dans l’environnement, •Compréhension des mécanismes de biodétérioration de mortiers armés par Acidithiobacillus thiooxidans grâce à la mise au point d’un test de laboratoire accéléré, reproductible et représentatif, permettant pour la première fois de quantifier l’activité bactérienne durant l’essai, •Compréhension des mécanismes d’adhésion des algues (Klebsormidium flaccidum) en relation avec l’état de surface de mortiers grâce au développement d’un test accéléré de laboratoire.
10-11-2020
10-11-2020
Thèse
Thèse

Le suppresseur de tumeur HIC1 est une nouvelle cible directe de la kinase ATM et un acteur multifonctionnel de la réponse cellulaire aux cassures double brin (DSBs) de l’ADN
Le suppresseur de tumeur HIC1 est une nouvelle cible directe de la kinase ATM et un acteur multifonctionnel de la réponse cellulaire aux cassures double brin (DSBs) de l’ADN


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Le gène HIC1 a été caractérisé comme un gène suppresseur de tumeur situé en 17p13.3, une région hyperméthylée ou délétée dans de nombreux cancers. HIC1 code un répresseur transcriptionnel caractérisé par plusieurs domaines fonctionnels. Au niveau de la région centrale, se retrouve un motif conservé MK314HEP important pour la répression des gènes cibles de HIC1 au sein duquel la Lysine 314 est soit SUMOylée soit acétylée. HIC1 est au centre de boucles de régulation complexes mettant en jeu le gène suppresseur de tumeurs TP53 et la désacétylase SIRT1. En réponse aux cassures double brin de l’ADN (DSBs) non réparables, HIC1 réprime l’expression de SIRT1 favorisant ainsi l’apoptose médiée par p53. De plus, dans ces conditions on observe une augmentation de la SUMOylation de la Lysine 314 de HIC1 de manière dépendante de la kinase ATM, ce qui favorise l’interaction avec le complexe répresseur NuRD. HIC1 joue également un rôle dans la réparation des DSBs. Nous avons montré que la SUMOylation de HIC1 n’était pas nécessaire pour la réparation des DSBs. Grâce à une analyse de protéomique, nous avons identifié un site potentiel de phosphorylation LS694QG par des kinases de la famille PIKK. Ainsi, nous avons montré dans des fibroblastes humains BJ-hTERT, que la protéine HIC1 est rapidement phosphorylée sur la Sérine 694 par la kinase ATM en réponse aux DSBs. De plus, par la technique de « Comet Assay » nous avons montré que cette phosphorylation est importante pour la réparation.HIC1 jouerait donc un double rôle dans la réponse aux dommages à l’ADN : soit il agirait en tant que répresseur transcriptionnel dans le cas de DSBs non réparables, soit il faciliterait la réparation des DSBs.
The tumor suppressor gene HIC1 is located in 17p13.3, a region frequently hypermethylated or deleted in many cancers. HIC1 encodes a transcriptional repressor characterized by several functional domains. In the central region, the conserved MK314HEP motif is an Acetylation/SUMOylation switch motif centered on K314 which regulates the recruitment of MTA1, a component of NuRD repressor complexes. A regulatory feedback loop between HIC1, SIRT1 and P53 has been described. HIC1 directly represses the transcription of SIRT1, thereby modulating P53-dependent DNA damage responses. Furthermore, after induction of non-repairable DSBs (DNA Double Strand Breaks), we observed a SUMOylation increase dependant on the ATM kinase. Moreover, HIC1 also plays an important role in the repair of DSBs. Furthermore, comet assays with a non SUMOylable HIC1 point mutant (E316A) demonstrated that SUMOylation of Lysine K314 is dispensable for DNA repair. In addition, upon induction of repairable DSBs, we have identified by proteomic analyses, a potential phosphorylation site “LS694QG” for the PIKK family kinases ATM and DNA-PKcs. Moreover, we have shown that HIC1 is rapidly phosphorylated by ATM upon DNA damage induction in normal human fibroblasts (BJ-hTert). Furthermore, comet assays with a non phosphorylable HIC1 point mutant have shown that this phosphorylation is very important for the contribution of HIC1 to the repair of DSBs. Thus, HIC1 plays different role during the DNA damage response to DNA double strand breaks depending on their intensity.
Le gène HIC1 a été caractérisé comme un gène suppresseur de tumeur situé en 17p13.3, une région hyperméthylée ou délétée dans de nombreux cancers. HIC1 code un répresseur transcriptionnel caractérisé par plusieurs domaines fonctionnels. Au niveau de la région centrale, se retrouve un motif conservé MK314HEP important pour la répression des gènes cibles de HIC1 au sein duquel la Lysine 314 est soit SUMOylée soit acétylée. HIC1 est au centre de boucles de régulation complexes mettant en jeu le gène suppresseur de tumeurs TP53 et la désacétylase SIRT1. En réponse aux cassures double brin de l’ADN (DSBs) non réparables, HIC1 réprime l’expression de SIRT1 favorisant ainsi l’apoptose médiée par p53. De plus, dans ces conditions on observe une augmentation de la SUMOylation de la Lysine 314 de HIC1 de manière dépendante de la kinase ATM, ce qui favorise l’interaction avec le complexe répresseur NuRD. HIC1 joue également un rôle dans la réparation des DSBs. Nous avons montré que la SUMOylation de HIC1 n’était pas nécessaire pour la réparation des DSBs. Grâce à une analyse de protéomique, nous avons identifié un site potentiel de phosphorylation LS694QG par des kinases de la famille PIKK. Ainsi, nous avons montré dans des fibroblastes humains BJ-hTERT, que la protéine HIC1 est rapidement phosphorylée sur la Sérine 694 par la kinase ATM en réponse aux DSBs. De plus, par la technique de « Comet Assay » nous avons montré que cette phosphorylation est importante pour la réparation.HIC1 jouerait donc un double rôle dans la réponse aux dommages à l’ADN : soit il agirait en tant que répresseur transcriptionnel dans le cas de DSBs non réparables, soit il faciliterait la réparation des DSBs.
The tumor suppressor gene HIC1 is located in 17p13.3, a region frequently hypermethylated or deleted in many cancers. HIC1 encodes a transcriptional repressor characterized by several functional domains. In the central region, the conserved MK314HEP motif is an Acetylation/SUMOylation switch motif centered on K314 which regulates the recruitment of MTA1, a component of NuRD repressor complexes. A regulatory feedback loop between HIC1, SIRT1 and P53 has been described. HIC1 directly represses the transcription of SIRT1, thereby modulating P53-dependent DNA damage responses. Furthermore, after induction of non-repairable DSBs (DNA Double Strand Breaks), we observed a SUMOylation increase dependant on the ATM kinase. Moreover, HIC1 also plays an important role in the repair of DSBs. Furthermore, comet assays with a non SUMOylable HIC1 point mutant (E316A) demonstrated that SUMOylation of Lysine K314 is dispensable for DNA repair. In addition, upon induction of repairable DSBs, we have identified by proteomic analyses, a potential phosphorylation site “LS694QG” for the PIKK family kinases ATM and DNA-PKcs. Moreover, we have shown that HIC1 is rapidly phosphorylated by ATM upon DNA damage induction in normal human fibroblasts (BJ-hTert). Furthermore, comet assays with a non phosphorylable HIC1 point mutant have shown that this phosphorylation is very important for the contribution of HIC1 to the repair of DSBs. Thus, HIC1 plays different role during the DNA damage response to DNA double strand breaks depending on their intensity.
01-12-2020
01-12-2020
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10