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A fuzzy framework for multi-objective optimization under uncertainty
A fuzzy framework for multi-objective optimization under uncertainty


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Cette thèse est consacrée à l'étude de l’optimisation combinatoire multi-objective sous incertitudes. Plus particulièrement, nous abordons les problèmes multi-objectifs contenant des données floues qui sont exprimées par des nombres triangulaires floues. Pour faire face à ce type de problèmes, notre idée principale est d’étendre les concepts multi-objectifs classiques au contexte flou. Nous proposons, dans un premier temps, une nouvelle approche Pareto entre des objectifs flous (i.e. vecteurs des nombres triangulaires flous). Ensuite, nous étendons des méta-heuristiques basées sur Pareto afin de converger vers des solutions optimales floues. L’approche proposée est illustrée sur un problème bi-objectif de routage de véhicules avec des demandes floues. Dans le deuxième volet de ce travail, nous abordons l’aspect de robustesse dans le contexte multi-objectif flou en proposant une nouvelle méthodologie d’évaluation de robustesse des solutions. Finalement, les résultats expérimentaux sur des benchmarks flous du problème de routage de véhicules prouvent l’efficacité et la fiabilité de notre approche.
This thesis is devoted to the study of multi-objective combinatorial optimization under uncertainty. In particular, we address multi-objective problems with fuzzy data, in which fuzziness is expressed by fuzzy triangular numbers. To handle such problems, our main idea is to extend the classical multi-objective concepts to fuzzy context. To handle such problems, we proposed a new Pareto approach between fuzzy-valued objectives (i.e. vectors of triangular fuzzy numbers). Then, an extension of Pareto-based metaheuristics is suggested as resolution methods. The proposed approach is thereafter illustrated on a bi-objective vehicle routing problem with fuzzy demands. At the second stage, we address robustness aspect in the multi-objective fuzzy context by proposing a new methodology of robustness evaluation of solutions. Finally, the experimental results on fuzzy benchmarks of vehicle routing problem prove the effectiveness and reliability of our approach.
Cette thèse est consacrée à l'étude de l’optimisation combinatoire multi-objective sous incertitudes. Plus particulièrement, nous abordons les problèmes multi-objectifs contenant des données floues qui sont exprimées par des nombres triangulaires floues. Pour faire face à ce type de problèmes, notre idée principale est d’étendre les concepts multi-objectifs classiques au contexte flou. Nous proposons, dans un premier temps, une nouvelle approche Pareto entre des objectifs flous (i.e. vecteurs des nombres triangulaires flous). Ensuite, nous étendons des méta-heuristiques basées sur Pareto afin de converger vers des solutions optimales floues. L’approche proposée est illustrée sur un problème bi-objectif de routage de véhicules avec des demandes floues. Dans le deuxième volet de ce travail, nous abordons l’aspect de robustesse dans le contexte multi-objectif flou en proposant une nouvelle méthodologie d’évaluation de robustesse des solutions. Finalement, les résultats expérimentaux sur des benchmarks flous du problème de routage de véhicules prouvent l’efficacité et la fiabilité de notre approche.
This thesis is devoted to the study of multi-objective combinatorial optimization under uncertainty. In particular, we address multi-objective problems with fuzzy data, in which fuzziness is expressed by fuzzy triangular numbers. To handle such problems, our main idea is to extend the classical multi-objective concepts to fuzzy context. To handle such problems, we proposed a new Pareto approach between fuzzy-valued objectives (i.e. vectors of triangular fuzzy numbers). Then, an extension of Pareto-based metaheuristics is suggested as resolution methods. The proposed approach is thereafter illustrated on a bi-objective vehicle routing problem with fuzzy demands. At the second stage, we address robustness aspect in the multi-objective fuzzy context by proposing a new methodology of robustness evaluation of solutions. Finally, the experimental results on fuzzy benchmarks of vehicle routing problem prove the effectiveness and reliability of our approach.
13-09-2017
13-09-2017
Thèse
Thèse

ALE and SPH formulations for Fluid Structure Interaction : shock waves impact
ALE and SPH formulations for Fluid Structure Interaction : shock waves impact


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Ce travail de thèse porte sur l’étude numérique de la propagation d’ondes de choc dans les écoulements compressibles multiphasiques et en interaction (fluide-structure). Deux approches sont étudiées pour la résolution numérique de la partie fluide : L’approche ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) et l’approche lagrangienne SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) ; la partie structure, quant à elle, est résolue par une approche classique EF (Éléments finis). L’étude des méthodes ALE et SPH constituent les deux principaux axes de recherche. La problématique des coups de bélier dans l’ingénierie nucléaire est abordée dans cette thèse. Lors d’un coup de bélier, les nombreuses réflexions d’ondes de choc dans les tuyauteries nucléaires peuvent faire baisser la pression de l’eau en dessous de sa pression de saturation et générer localement de la cavitation. Le modèle HEM (Homogeneous Equilibrium Model) de changement de phase proposé par Saurel et al. (1999) à trois équations est étudié et appliqué aux coups de bélier. Les résultats obtenus sont comparés aux données expérimentales. Malgré l’utilisation des techniques de renormalisation en SPH, des instabilités (oscillations numériques) se développent à l’interface entre les particules de matériaux différents. Ces instabilités restreignent l’utilisation des schémas SPH classiques pour des problèmes à faible ratio de densité. Afin de résoudre les problèmes de choc, le schéma proposé par Hu et Adams (2006) est adapté au régime fortement compressible en considérant le couplage entre la densité et la longueur de lissage. Les différents schémas SPH sont comparés entre eux pour les problèmes de chocs multiphasiques en 1-D et 2-D. Les résultats SPH sont validés avec la solution exacte pour les problèmes 1-D et la solution ALE pour les problèmes 2-D.
This thesis focuses on the numerical study of the propagation of shock waves in compressible multiphase flows and fluid structure interaction. Two approaches are being studied for the numerical solution of the fluid part: the ALE approach (Arbitrary Lagrangian Eulerian) and the Lagrangian SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) approach; while the structure part is solved by a conventional FE (Finite Element). The numerical investigation of the ALE and SPH methods are the two main areas of research. Water Hammers phenomena occuring in nuclear industries are investigated in this thesis. During a Water Hammer, the shock waves reflections in nuclear piping may drop locally the water pressure below its saturation pressure and generate cavitation. The three equations HEM (Homogeneous Equilibrium Model) phase change model proposed by Saurel et al. (1999) is studied and applied to solve water hammers. The obtained results are compared with experimental data. Despite the use of renormalization techniques in SPH, instabilities (numerical oscillations) are developed at the interface between particles from different materials. These instabilities restrict the use of traditional SPH schemes to problems with low density ratio. In order to solve the shock problems in the compressible regime, the scheme originally proposed by Hu and Adams (2006) is adapted to fully compressible regime (FC-SPH) by considering the coupling between the density and the smoothing length. The different SPH schemes are compared for 1-D and 2-D multiphase shock problems. Validation is performed in comparison with exact solutions for 1-D problems and ALE solution for 2-D problems.
Ce travail de thèse porte sur l’étude numérique de la propagation d’ondes de choc dans les écoulements compressibles multiphasiques et en interaction (fluide-structure). Deux approches sont étudiées pour la résolution numérique de la partie fluide : L’approche ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) et l’approche lagrangienne SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) ; la partie structure, quant à elle, est résolue par une approche classique EF (Éléments finis). L’étude des méthodes ALE et SPH constituent les deux principaux axes de recherche. La problématique des coups de bélier dans l’ingénierie nucléaire est abordée dans cette thèse. Lors d’un coup de bélier, les nombreuses réflexions d’ondes de choc dans les tuyauteries nucléaires peuvent faire baisser la pression de l’eau en dessous de sa pression de saturation et générer localement de la cavitation. Le modèle HEM (Homogeneous Equilibrium Model) de changement de phase proposé par Saurel et al. (1999) à trois équations est étudié et appliqué aux coups de bélier. Les résultats obtenus sont comparés aux données expérimentales. Malgré l’utilisation des techniques de renormalisation en SPH, des instabilités (oscillations numériques) se développent à l’interface entre les particules de matériaux différents. Ces instabilités restreignent l’utilisation des schémas SPH classiques pour des problèmes à faible ratio de densité. Afin de résoudre les problèmes de choc, le schéma proposé par Hu et Adams (2006) est adapté au régime fortement compressible en considérant le couplage entre la densité et la longueur de lissage. Les différents schémas SPH sont comparés entre eux pour les problèmes de chocs multiphasiques en 1-D et 2-D. Les résultats SPH sont validés avec la solution exacte pour les problèmes 1-D et la solution ALE pour les problèmes 2-D.
This thesis focuses on the numerical study of the propagation of shock waves in compressible multiphase flows and fluid structure interaction. Two approaches are being studied for the numerical solution of the fluid part: the ALE approach (Arbitrary Lagrangian Eulerian) and the Lagrangian SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) approach; while the structure part is solved by a conventional FE (Finite Element). The numerical investigation of the ALE and SPH methods are the two main areas of research. Water Hammers phenomena occuring in nuclear industries are investigated in this thesis. During a Water Hammer, the shock waves reflections in nuclear piping may drop locally the water pressure below its saturation pressure and generate cavitation. The three equations HEM (Homogeneous Equilibrium Model) phase change model proposed by Saurel et al. (1999) is studied and applied to solve water hammers. The obtained results are compared with experimental data. Despite the use of renormalization techniques in SPH, instabilities (numerical oscillations) are developed at the interface between particles from different materials. These instabilities restrict the use of traditional SPH schemes to problems with low density ratio. In order to solve the shock problems in the compressible regime, the scheme originally proposed by Hu and Adams (2006) is adapted to fully compressible regime (FC-SPH) by considering the coupling between the density and the smoothing length. The different SPH schemes are compared for 1-D and 2-D multiphase shock problems. Validation is performed in comparison with exact solutions for 1-D problems and ALE solution for 2-D problems.
07-07-2017
07-07-2017
Thèse
Thèse

Amélioration des propriétés mécaniques du béton à partir de l'insertion des nanotubes de carbone: une étude par la dynamique moléculaire
Amélioration des propriétés mécaniques du béton à partir de l'insertion des nanotubes de carbone: une étude par la dynamique moléculaire


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La production de nouvelles générations de béton avec des propriétés physiques, structurales et techniques améliorées est très importante, mais elle n'est pas possible sans utiliser divers types d'additifs. Les nanotubes de carbone sont des matériaux prometteurs qui possèdent des propriétés spécifiques permettant leurs utilisations pour une grande variété de matériaux composites, y compris le béton. Certaines études expérimentales ont révélé que les nanotubes de carbone peuvent améliorer les propriétés mécaniques du béton avec une petite quantité d'additifs, en fournissant une structure moins défectueuse de la matrice de ciment. Cependant, les résultats sont encore insuffisants et nécessitent d'être élucidés sur les processus se produisant à l'échelle nanométrique dans la structure en béton modifiée par les nanotubes de carbone. Ainsi, cette thèse, a pour objectif principal l'étude de l'amélioration des propriétés mécaniques du béton modifié par les nanotubes de carbone. Afin de modéliser la structure atomique du gel de la Silicate de Calcium Hydratée, nous avons choisi la tobermorite 11Å avec deux rapports différents de Ca/Si correspondants à 0,83 et 1. Divers types de nanotubes incorporés sont testés pour étudier les propriétés mécaniques du nouveau composite résultant. En outre, l'effet de la concentration de nanotubes de carbone dans le ciment est également détaillé. Enfin, nous étudions l'effet de la pression uniaxial sur la structure du béton incluant des nanotubes de carbone. Nos travaux montrent qu'il possible d'améliorer les caractéristiques mécaniques du béton en insérant des nanomatériaux en général, et des nanotubes de carbone en particulier.
The production of new generations of concrete with improved physical, structural and technical properties is very important, but it is not possible without the use of various types of additives. Carbon nanotubes are promising materials that possess specific properties allowing their uses for a wide variety of composite materials, including concrete. Some experimental studies have revealed that carbon nanotubes can improve the mechanical properties of concrete with a small amount of additives, providing a less defective structure of the cement matrix. However, the results are still insufficient and need to be elucidated on the processes occurring at the nano-scale in the concrete structure modified by carbon nanotubes. Thus, this thesis has as main objective the study of the improvement of the mechanical properties of the concrete modified by the carbon nanotubes. In order to model the atomic structure of the Calcium Silicate Hydrates gel, tobermorite 11Å was selected with two different Ca/Si ratios corresponding to 0.83 and 1. Various types of nanotubes incorporated into the tobermorite 11Å structure were tested to study mechanical properties of the resulting new composite. In addition, the effect of the concentration of carbon nanotubes in the cement was also detailed. Finally, we studied the effect of uniaxial pressure on the concrete structure including carbon nanotubes. The work concludes that it is possible to improve the mechanical characteristics of concrete by inserting nano-materials in general, and carbon nanotubes in particular.
La production de nouvelles générations de béton avec des propriétés physiques, structurales et techniques améliorées est très importante, mais elle n'est pas possible sans utiliser divers types d'additifs. Les nanotubes de carbone sont des matériaux prometteurs qui possèdent des propriétés spécifiques permettant leurs utilisations pour une grande variété de matériaux composites, y compris le béton. Certaines études expérimentales ont révélé que les nanotubes de carbone peuvent améliorer les propriétés mécaniques du béton avec une petite quantité d'additifs, en fournissant une structure moins défectueuse de la matrice de ciment. Cependant, les résultats sont encore insuffisants et nécessitent d'être élucidés sur les processus se produisant à l'échelle nanométrique dans la structure en béton modifiée par les nanotubes de carbone. Ainsi, cette thèse, a pour objectif principal l'étude de l'amélioration des propriétés mécaniques du béton modifié par les nanotubes de carbone. Afin de modéliser la structure atomique du gel de la Silicate de Calcium Hydratée, nous avons choisi la tobermorite 11Å avec deux rapports différents de Ca/Si correspondants à 0,83 et 1. Divers types de nanotubes incorporés sont testés pour étudier les propriétés mécaniques du nouveau composite résultant. En outre, l'effet de la concentration de nanotubes de carbone dans le ciment est également détaillé. Enfin, nous étudions l'effet de la pression uniaxial sur la structure du béton incluant des nanotubes de carbone. Nos travaux montrent qu'il possible d'améliorer les caractéristiques mécaniques du béton en insérant des nanomatériaux en général, et des nanotubes de carbone en particulier.
The production of new generations of concrete with improved physical, structural and technical properties is very important, but it is not possible without the use of various types of additives. Carbon nanotubes are promising materials that possess specific properties allowing their uses for a wide variety of composite materials, including concrete. Some experimental studies have revealed that carbon nanotubes can improve the mechanical properties of concrete with a small amount of additives, providing a less defective structure of the cement matrix. However, the results are still insufficient and need to be elucidated on the processes occurring at the nano-scale in the concrete structure modified by carbon nanotubes. Thus, this thesis has as main objective the study of the improvement of the mechanical properties of the concrete modified by the carbon nanotubes. In order to model the atomic structure of the Calcium Silicate Hydrates gel, tobermorite 11Å was selected with two different Ca/Si ratios corresponding to 0.83 and 1. Various types of nanotubes incorporated into the tobermorite 11Å structure were tested to study mechanical properties of the resulting new composite. In addition, the effect of the concentration of carbon nanotubes in the cement was also detailed. Finally, we studied the effect of uniaxial pressure on the concrete structure including carbon nanotubes. The work concludes that it is possible to improve the mechanical characteristics of concrete by inserting nano-materials in general, and carbon nanotubes in particular.
11-09-2017
11-09-2017
Thèse
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Analyse par ondelettes de champs aléatoires stables harmonisables à accroissements stationnaires
Analyse par ondelettes de champs aléatoires stables harmonisables à accroissements stationnaires


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L’étude du comportement trajectoriel des champs/processus stochastiques est un sujet de recherche classique en théorie des probabilités et dans des domaines connexes comme la géométrie fractale. Dans cet objectif, plusieurs méthodes ont été développées depuis longtemps afin d’étudier le comportement des trajectoires de champs/processus gaussiens. Ces méthodes reposent souvent sur une structure hilbertienne « sympathique », et peuvent aussi nécessiter la finitude de moments d’ordre élevé. Ainsi, elles sont difficilement transposables dans des cadres de lois à queue lourde. Ces dernières sont importantes en probabilités et en statistique parce qu’elles constituent une contrepartie naturelle des lois gaussiennes. Dans le cas de certains champs/processus stables linéaires de type moyenne mobile non anticipative, tels que le drap fractionnaire stable linéaire et le mouvement multifractionnaire stable linéaire, des méthodes d’ondelettes, assez nouvelles, se sont déjà avérées fructueuses dans l’étude du comportement trajectoriel. Peut-on adapter cette méthodologie à certains champs/processus stables harmonisables ? Donner une réponse à cette question est un problème assez délicat car, de façon générale, de grandes différences séparent le cadre stable harmonisable de celui de type moyenne mobile. Le principal objectif de la thèse est d’étudier cette question dans le cadre d’un champ stable harmonisable symétrique à accroissement stationnaire de forme générale.
Studying sample path behaviour of stochastic fields/processes is a classical research topic in probability theory and related areas such as fractal geometry. To this end, many methods have been developed for a long time in order to study sample path behaviour of Gaussian fields/processes. They often rely on some underlying "nice" Hilbertian structure, and can also require finiteness of moments of high order. Therefore, they can hardly be transposed to frames of heavy-tailed stable probability distributions. Such distributions are very important in probability and statistics because they are a natural counterpart to the Gaussian ones. In the case of some linear non-anticipative moving average stable fields/processes, such as the linear fractional stable sheet and the linear multifractional stable motion, rather new wavelet methods have already proved to be successful in studying sample path behaviour. Can this methodology be adapted to some harmonizable stable fields/processes? Providing an answer to this question is a non trivial problem, since, generally speaking, there are large differences between an harmonizable stable setting and a moving average one. The main goal of the thesis is to study this issue in the case of a stationary increments symmetric stable harmonizable field of a general form.
L’étude du comportement trajectoriel des champs/processus stochastiques est un sujet de recherche classique en théorie des probabilités et dans des domaines connexes comme la géométrie fractale. Dans cet objectif, plusieurs méthodes ont été développées depuis longtemps afin d’étudier le comportement des trajectoires de champs/processus gaussiens. Ces méthodes reposent souvent sur une structure hilbertienne « sympathique », et peuvent aussi nécessiter la finitude de moments d’ordre élevé. Ainsi, elles sont difficilement transposables dans des cadres de lois à queue lourde. Ces dernières sont importantes en probabilités et en statistique parce qu’elles constituent une contrepartie naturelle des lois gaussiennes. Dans le cas de certains champs/processus stables linéaires de type moyenne mobile non anticipative, tels que le drap fractionnaire stable linéaire et le mouvement multifractionnaire stable linéaire, des méthodes d’ondelettes, assez nouvelles, se sont déjà avérées fructueuses dans l’étude du comportement trajectoriel. Peut-on adapter cette méthodologie à certains champs/processus stables harmonisables ? Donner une réponse à cette question est un problème assez délicat car, de façon générale, de grandes différences séparent le cadre stable harmonisable de celui de type moyenne mobile. Le principal objectif de la thèse est d’étudier cette question dans le cadre d’un champ stable harmonisable symétrique à accroissement stationnaire de forme générale.
Studying sample path behaviour of stochastic fields/processes is a classical research topic in probability theory and related areas such as fractal geometry. To this end, many methods have been developed for a long time in order to study sample path behaviour of Gaussian fields/processes. They often rely on some underlying "nice" Hilbertian structure, and can also require finiteness of moments of high order. Therefore, they can hardly be transposed to frames of heavy-tailed stable probability distributions. Such distributions are very important in probability and statistics because they are a natural counterpart to the Gaussian ones. In the case of some linear non-anticipative moving average stable fields/processes, such as the linear fractional stable sheet and the linear multifractional stable motion, rather new wavelet methods have already proved to be successful in studying sample path behaviour. Can this methodology be adapted to some harmonizable stable fields/processes? Providing an answer to this question is a non trivial problem, since, generally speaking, there are large differences between an harmonizable stable setting and a moving average one. The main goal of the thesis is to study this issue in the case of a stationary increments symmetric stable harmonizable field of a general form.
05-09-2017
05-09-2017
Thèse
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Apport de nouvelles propriétés antibactériennes et analgésiques sur un implant de réfection pariétale
Apport de nouvelles propriétés antibactériennes et analgésiques sur un implant de réfection pariétale


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Longtemps sous-estimées, les complications (douleurs, infections) en chirurgie viscérale par pose d’implants pariétaux s’avère critique par leur implication sur le retour à une activité normale du patient. Les techniques actuelles (ex. infiltration cicatricielle) ne parviennent à assurer qu’une analgésie de courte durée, voir des effets indésirables. La solution proposée a consisté à modifier deux implants pariétaux, l’un biostable (PET) et l’autre résorbable (PLA), par un polymère de cyclodextrine (polyCD), molécule cage connue pour sa capacité à former des complexes d'inclusions réversibles avec des médicaments. L'étude a d'abord porté sur la fonctionnalisation des supports en faisant varier les paramètres afin de maîtriser le degré de polyCD présent sur le textile, ensuite caractérisé par diverses techniques. Une étude de cytocompatibilité in vitro a été réalisée afin de détecter l'impact du polyCD sur la vitalité cellulaire. Les supports ont été imprégnés de ciprofloxacine. Après avoir mesuré leur capacité de chargement, des études de libération in vitro ont été menées, suivies de tests microbiologiques sur E. coli et S. aureus. Ces derniers ont montré la contribution du polyCD à augmenter la durée de l'activité antibactérienne. Puis deux molécules anesthésiques (lidocaïne et ropivacaine) ont été étudiées. D'abord, leur inclusion dans la cavité de la CD a été observée en solution par RMN et électrophorèse capillaire. Leurs isothermes d'adsorption ont été réalisées pour évaluer leur taux de chargement respectif sur le textile modifié. Ce taux s’est avéré correspondre aux doses thérapeutiques couramment appliquées localement dans les thérapies existantes.
For a long time underestimated, complications (pain, infection) in visceral surgery with implants, are critical in their impact on the return to normal activity of the patient. Current techniques (scar infiltration, ...) fail to ensure a short analgesia with sometimes side effects. The proposed solution is to confer bioactivity to the prosthesis. To this end, two textiles, a biostable (PET) and an absorbable (PLA), were modified by coating fibers with a cyclodextrin polymer (polyCD). Cyclodextrins are cage molecules known for their ability to form reversible inclusion complexes with bioactive molecules. The study initially focused on the functionalization of materials by varying the parameters to control the degree of polyCD, then characterized by various techniques. Cytocompatibility study was performed to detect the polyCDs impact on the vitality of cells. Concerning the biological activation of the materials, a series of tests was performed with ciprofloxacin. After measuring their loading capacity, release studies were conducted in vitro, followed by microbiological tests on E. coli and S. aureus. The latter showed the contribution of polyCD on the duration of the antibacterial activity. Then two local anesthetics (lidocaine and ropivacaine) were studied. First, their inclusion in the cyclodextrin was observed in solution by NMR and capillary electrophoresis. Their sorption isotherms were conducted to evaluate their respective loading rate, which corresponded to therapeutic doses commonly used in usual therapeutics.
Longtemps sous-estimées, les complications (douleurs, infections) en chirurgie viscérale par pose d’implants pariétaux s’avère critique par leur implication sur le retour à une activité normale du patient. Les techniques actuelles (ex. infiltration cicatricielle) ne parviennent à assurer qu’une analgésie de courte durée, voir des effets indésirables. La solution proposée a consisté à modifier deux implants pariétaux, l’un biostable (PET) et l’autre résorbable (PLA), par un polymère de cyclodextrine (polyCD), molécule cage connue pour sa capacité à former des complexes d'inclusions réversibles avec des médicaments. L'étude a d'abord porté sur la fonctionnalisation des supports en faisant varier les paramètres afin de maîtriser le degré de polyCD présent sur le textile, ensuite caractérisé par diverses techniques. Une étude de cytocompatibilité in vitro a été réalisée afin de détecter l'impact du polyCD sur la vitalité cellulaire. Les supports ont été imprégnés de ciprofloxacine. Après avoir mesuré leur capacité de chargement, des études de libération in vitro ont été menées, suivies de tests microbiologiques sur E. coli et S. aureus. Ces derniers ont montré la contribution du polyCD à augmenter la durée de l'activité antibactérienne. Puis deux molécules anesthésiques (lidocaïne et ropivacaine) ont été étudiées. D'abord, leur inclusion dans la cavité de la CD a été observée en solution par RMN et électrophorèse capillaire. Leurs isothermes d'adsorption ont été réalisées pour évaluer leur taux de chargement respectif sur le textile modifié. Ce taux s’est avéré correspondre aux doses thérapeutiques couramment appliquées localement dans les thérapies existantes.
For a long time underestimated, complications (pain, infection) in visceral surgery with implants, are critical in their impact on the return to normal activity of the patient. Current techniques (scar infiltration, ...) fail to ensure a short analgesia with sometimes side effects. The proposed solution is to confer bioactivity to the prosthesis. To this end, two textiles, a biostable (PET) and an absorbable (PLA), were modified by coating fibers with a cyclodextrin polymer (polyCD). Cyclodextrins are cage molecules known for their ability to form reversible inclusion complexes with bioactive molecules. The study initially focused on the functionalization of materials by varying the parameters to control the degree of polyCD, then characterized by various techniques. Cytocompatibility study was performed to detect the polyCDs impact on the vitality of cells. Concerning the biological activation of the materials, a series of tests was performed with ciprofloxacin. After measuring their loading capacity, release studies were conducted in vitro, followed by microbiological tests on E. coli and S. aureus. The latter showed the contribution of polyCD on the duration of the antibacterial activity. Then two local anesthetics (lidocaine and ropivacaine) were studied. First, their inclusion in the cyclodextrin was observed in solution by NMR and capillary electrophoresis. Their sorption isotherms were conducted to evaluate their respective loading rate, which corresponded to therapeutic doses commonly used in usual therapeutics.
04-09-2017
04-09-2017
Thèse
Thèse

Assessing and improving code transformations to support software evolution
Assessing and improving code transformations to support software evolution


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Dans le domaine du développement logiciel, le changement est la seule constante. Les logiciels évoluent parfois de façon substantielle et, pendant ce processus, des séquences de transformation de code (par exemple, créer une classe, puis surcharger une méthode) sont systématiquement appliquées dans le système (e.g. à certaines classes dans une même hiérarchie). De par la nature répétitive de ces transformations, il est nécessaire d’automatiser leur support afin d’assurer que ces séquences de transformations sont appliquées de façon consistante sur la globalité du système. Dans cette thèse, nous proposons d’améliorer les transformations de code pour mieux aider les développeurs dans l’application de transformation de code systématiques et complexes. Nous couvrons deux aspects: • Le support automatisé pour composer et appliquer des séquences de transformations de code. Nous réalisons une recherche de l’existence de telles séquences dans de vrais logiciels. Nous proposons un outil pour appliquer automatiquement ces séquences dans les systèmes que nous avons analysés. • La détection de violations de bons principes dans la conception lors d’efforts de transformation. Nous proposons un outil qui recommande des transformations additionnelles pour résoudre les violations de conception qui ont pu être détectées après avoir effectué les transformations de refactoring. Nous évaluons les approches proposées quantitativement et qualitativement sur des cas d’étude issus du monde réel, parfois avec l’aide des experts du système analysé. Les résultats obtenus montrent la pertinence de nos approches.
In software development, change is the only constant. Software systems sometimes evolve in a substantial way and, during this process, sequences of code transformations (e.g., create a class, then override a method) are systematically performed in the system (e.g., to some classes in the same hierarchy). Due to the repetitive nature of these transformations, some automated support is needed to ensure that these sequences of transformations are consistently applied to the entire system. In this thesis we propose to improve source code transformations to better sup- port developers performing more complex and systematic code transformations. We cover two aspects: • The automated support to compose and apply sequences of code transformations. We undergo an investigation on the existence of these sequences in real-world software systems. We propose a tool to automatically apply these sequences in the systems we analyzed. • The detection of design violations during a transformation effort. We undergo an investigation on cases of systematic application of refactoring transformations. We proposed a tool that recommends additional transformations to fix design violations that are detected after performing refactoring transformations. We evaluated the proposed approaches quantitatively and qualitatively in real-world case studies and, in some cases, with the help of experts on the systems under analysis. The results we obtained demonstrate the usefulness of our approaches.
Dans le domaine du développement logiciel, le changement est la seule constante. Les logiciels évoluent parfois de façon substantielle et, pendant ce processus, des séquences de transformation de code (par exemple, créer une classe, puis surcharger une méthode) sont systématiquement appliquées dans le système (e.g. à certaines classes dans une même hiérarchie). De par la nature répétitive de ces transformations, il est nécessaire d’automatiser leur support afin d’assurer que ces séquences de transformations sont appliquées de façon consistante sur la globalité du système. Dans cette thèse, nous proposons d’améliorer les transformations de code pour mieux aider les développeurs dans l’application de transformation de code systématiques et complexes. Nous couvrons deux aspects: • Le support automatisé pour composer et appliquer des séquences de transformations de code. Nous réalisons une recherche de l’existence de telles séquences dans de vrais logiciels. Nous proposons un outil pour appliquer automatiquement ces séquences dans les systèmes que nous avons analysés. • La détection de violations de bons principes dans la conception lors d’efforts de transformation. Nous proposons un outil qui recommande des transformations additionnelles pour résoudre les violations de conception qui ont pu être détectées après avoir effectué les transformations de refactoring. Nous évaluons les approches proposées quantitativement et qualitativement sur des cas d’étude issus du monde réel, parfois avec l’aide des experts du système analysé. Les résultats obtenus montrent la pertinence de nos approches.
In software development, change is the only constant. Software systems sometimes evolve in a substantial way and, during this process, sequences of code transformations (e.g., create a class, then override a method) are systematically performed in the system (e.g., to some classes in the same hierarchy). Due to the repetitive nature of these transformations, some automated support is needed to ensure that these sequences of transformations are consistently applied to the entire system. In this thesis we propose to improve source code transformations to better sup- port developers performing more complex and systematic code transformations. We cover two aspects: • The automated support to compose and apply sequences of code transformations. We undergo an investigation on the existence of these sequences in real-world software systems. We propose a tool to automatically apply these sequences in the systems we analyzed. • The detection of design violations during a transformation effort. We undergo an investigation on cases of systematic application of refactoring transformations. We proposed a tool that recommends additional transformations to fix design violations that are detected after performing refactoring transformations. We evaluated the proposed approaches quantitatively and qualitatively in real-world case studies and, in some cases, with the help of experts on the systems under analysis. The results we obtained demonstrate the usefulness of our approaches.
19-09-2017
19-09-2017
Thèse
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Caractérisation et électro-actionnement du PEDOT:PSS en liquide pour son utilisation comme revêtement antisalissure en milieu marin
Caractérisation et électro-actionnement du PEDOT:PSS en liquide pour son utilisation comme revêtement antisalissure en milieu marin


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Les surfaces manufacturées par l’homme sont facilement colonisées par des micro-organismes, qui limitent leurs performances. Ici, nous caractérisons en milieu aqueux, le polymère électro-actif poly(3,4-éthylènedioxythiophène):polystyrène sulfonate, afin d’évaluer son aptitude à limiter l’encrassement biologique en milieu marin. Premièrement, nous nous intéressons à l’évolution de sa mouillabilité et de ses propriétés mécaniques en fonction de sa composition chimique quand il est vieilli ou stimulé électriquement. Nos mesures d’angle de contact sur 6 mois révèlent que, indépendamment du taux de réticulant couramment utilisé pour stabiliser le polymère, son interface change grandement avec le temps et les conditions de caractérisation ou de stockage (influence de l’humidité et de la température). Puis, via des études de microscopie en champ proche, nous quantifions son taux d’hydratation et son élasticité lorsqu’il est immergé. Semblable aux hydrogels, il peut absorber jusqu’à 10 fois son volume et présente un module d’Young inférieur à 1 MPa. Mais le réticulant impacte sévèrement ces propriétés sans assurer une excellente stabilité de l’interface. Enfin, siège de phénomènes d’électromouillage, le polymère subit des variations de 30° de son angle de contact sans présenter d’actionnement mécanique dans nos conditions de test. Deuxièmement, nous étudions l’adhésion de bactéries marines TC8 (Pseudoalteromonas lipolytica) sur le polymère pour évaluer ses propriétés antisalissure en fonction du taux de réticulant. Activable, facilement structurable à l’échelle micrométrique et limitant l’adhésion des bactéries, le PEDOT:PSS est un candidat intéressant pour les revêtements marins.
Manmade surfaces often experience rapid fouling by a wide range of micro-organisms which impact their performances. Here, we characterize in aqueous solution, the electro-active polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate in order to assess its ability to limit biofouling in marine environment. Firstly, we evaluate the evolution of its wettability and mechanical properties as a function of chemical composition when samples are left to age or are stimulated electrically. Our contact angle measurements performed over 6 months reveal that the polymer interface changes drastically with time and conditions in which the polymer is characterized or stored (influence of the relative humidity and the temperature) regardless of the concentration of cross-linker added to stabilize it and with. Using atomic force microscopy, we quantify the swelling and elastic modulus of the immersed polymer. Like hydrogels, the native polymer is able to absorb 10 times its volume and its Young modulus is smaller than 1MPa. However, the cross-linker addition alters these properties without insuring a good stability of the interface. Applying an electric field as a way to modulate PEDOT:PSS properties is also investigated. We demonstrate a 30° modulation of its contact angle by electrowetting, but no mechanical actuation can be measured under our test conditions. Secondly, we study its anti-biofouling properties as a function of crosslinker concentration. Tests using the marine bacteria TC8 (Pseudoalteromonas lipolytica) show that this polymer limits bacterial adhesion. Electro-active, easily micropatterned and anti-adhesive, PEDOT:PSS could be interesting for marine coatings.
Les surfaces manufacturées par l’homme sont facilement colonisées par des micro-organismes, qui limitent leurs performances. Ici, nous caractérisons en milieu aqueux, le polymère électro-actif poly(3,4-éthylènedioxythiophène):polystyrène sulfonate, afin d’évaluer son aptitude à limiter l’encrassement biologique en milieu marin. Premièrement, nous nous intéressons à l’évolution de sa mouillabilité et de ses propriétés mécaniques en fonction de sa composition chimique quand il est vieilli ou stimulé électriquement. Nos mesures d’angle de contact sur 6 mois révèlent que, indépendamment du taux de réticulant couramment utilisé pour stabiliser le polymère, son interface change grandement avec le temps et les conditions de caractérisation ou de stockage (influence de l’humidité et de la température). Puis, via des études de microscopie en champ proche, nous quantifions son taux d’hydratation et son élasticité lorsqu’il est immergé. Semblable aux hydrogels, il peut absorber jusqu’à 10 fois son volume et présente un module d’Young inférieur à 1 MPa. Mais le réticulant impacte sévèrement ces propriétés sans assurer une excellente stabilité de l’interface. Enfin, siège de phénomènes d’électromouillage, le polymère subit des variations de 30° de son angle de contact sans présenter d’actionnement mécanique dans nos conditions de test. Deuxièmement, nous étudions l’adhésion de bactéries marines TC8 (Pseudoalteromonas lipolytica) sur le polymère pour évaluer ses propriétés antisalissure en fonction du taux de réticulant. Activable, facilement structurable à l’échelle micrométrique et limitant l’adhésion des bactéries, le PEDOT:PSS est un candidat intéressant pour les revêtements marins.
Manmade surfaces often experience rapid fouling by a wide range of micro-organisms which impact their performances. Here, we characterize in aqueous solution, the electro-active polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate in order to assess its ability to limit biofouling in marine environment. Firstly, we evaluate the evolution of its wettability and mechanical properties as a function of chemical composition when samples are left to age or are stimulated electrically. Our contact angle measurements performed over 6 months reveal that the polymer interface changes drastically with time and conditions in which the polymer is characterized or stored (influence of the relative humidity and the temperature) regardless of the concentration of cross-linker added to stabilize it and with. Using atomic force microscopy, we quantify the swelling and elastic modulus of the immersed polymer. Like hydrogels, the native polymer is able to absorb 10 times its volume and its Young modulus is smaller than 1MPa. However, the cross-linker addition alters these properties without insuring a good stability of the interface. Applying an electric field as a way to modulate PEDOT:PSS properties is also investigated. We demonstrate a 30° modulation of its contact angle by electrowetting, but no mechanical actuation can be measured under our test conditions. Secondly, we study its anti-biofouling properties as a function of crosslinker concentration. Tests using the marine bacteria TC8 (Pseudoalteromonas lipolytica) show that this polymer limits bacterial adhesion. Electro-active, easily micropatterned and anti-adhesive, PEDOT:PSS could be interesting for marine coatings.
13-09-2017
13-09-2017
Thèse
Thèse

Caractérisation hydrogéochimique et qualité des eaux souterraines du système aquifère volcano-sédimentaire côtier sous climat aride de Djibouti (Afrique de l'Est)
Caractérisation hydrogéochimique et qualité des eaux souterraines du système aquifère volcano-sédimentaire côtier sous climat aride de Djibouti (Afrique de l'Est)


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Les eaux souterraines du système aquifère complexe volcano-sédimentaire, exploité pour l’alimentation en eau potable de Djibouti-ville, connaissent une dégradation de leur qualité face à une croissance démographique élevée, un exode rural, une désertification qui s’accentuent dans un contexte à climat aride sévère. Cette dégradation s’exprime par la salinisation et la contamination des eaux en relation directe avec la surexploitation. Les données hydrogéochimiques ont été analysées en utilisant une combinaison de méthodes géochimiques et statistiques pour évaluer la qualité afin de connaitre les processus géochimiques contrôlant la chimie des eaux. L’étude a montré une variété d’origines et de processus de salinisation des eaux. Notre étude a démontré que l’anomalie de forte salinité est certainement due au phénomène d’intrusion marine. Le mélange des eaux de la nappe avec de l’eau de mer est justifié par les fortes teneurs en chlorures due à une proportion d’eau de mer significative. Cependant, la salinité est acquise par la contribution d’une autre source d’eau salée provenant de la remobilisation d’une eau salée ancienne probablement piégée dans les scories. Cette source est différente de l’eau de mer actuelle par son cortège cationique, et correspond à une eau de mer modifiée par l’interaction avec le basalte. L’étude a permis de mettre en évidence que les réactions d’échanges cationiques inverse liées à l’intrusion marine et les processus de dissolution géochimiques sont les caractéristiques géochimiques des eaux contaminées par les eaux marines. L’étude de la qualité chimique des eaux, montre des teneurs excessives en éléments majeurs dépassant largement les seuils autorisés. Les teneurs en éléments traces (Se, As) montrent une contamination importante dans les eaux de la plaine côtière. L’augmentation de ces éléments est probablement due à l’influence des formations volcaniques et est accentuée par l’intrusion saline, liée à une exploitation intensive.
Subterranean waters of the complex volcano-sedimentary aquifer system, exploited for drinking water supply of the Djibouti capital, undergo a degradation of their quality faced with high population growth, rural exodus, desertification which is accentuated in a context to severe arid climate. This degradation expresses itself by the salinization and the contamination of waters in direct relation with the overexploitation. The hydrogeochemical data were analyzed by using a combination of classic and statistical geochemical methods to estimate the quality in order to recognize the geochemical processes governing the chemistry of subterranean waters. The study indicated a variety of origins and processes of waters salinization. Our study has demonstrated that the anomaly of strong salinity is certainly due to the phenomenon of marine intrusion. The mixture of the groundwater sheet with some sea water is justified by the strong contents in chlorides. However, salinity is acquired by the contribution of another source of salt water resulting from the remobilization of old salt water, probably trapped in scorias. This second source of chlorinated water, is different from some current sea water by its cationic procession, and would correspond to sea water modified by the interaction with the basalt. Our study allowed highlighting that the reactions of inverse cationic exchange bounded to the marine intrusion and the geochemical dissolution processes are the geochemical characteristics of waters contaminated by marine waters. The study of the chemical water quality of various aquifers shows excessive contents in major elements exceeding widely the authorized thresholds. The contents in trace elements (Se, As) show an important contamination of groundwater of the coastal plain. The increase of the toxic elements is probably due to the influence of the volcanic formations and is stressed by the salt intrusion, related to an intensive exploitation.
Les eaux souterraines du système aquifère complexe volcano-sédimentaire, exploité pour l’alimentation en eau potable de Djibouti-ville, connaissent une dégradation de leur qualité face à une croissance démographique élevée, un exode rural, une désertification qui s’accentuent dans un contexte à climat aride sévère. Cette dégradation s’exprime par la salinisation et la contamination des eaux en relation directe avec la surexploitation. Les données hydrogéochimiques ont été analysées en utilisant une combinaison de méthodes géochimiques et statistiques pour évaluer la qualité afin de connaitre les processus géochimiques contrôlant la chimie des eaux. L’étude a montré une variété d’origines et de processus de salinisation des eaux. Notre étude a démontré que l’anomalie de forte salinité est certainement due au phénomène d’intrusion marine. Le mélange des eaux de la nappe avec de l’eau de mer est justifié par les fortes teneurs en chlorures due à une proportion d’eau de mer significative. Cependant, la salinité est acquise par la contribution d’une autre source d’eau salée provenant de la remobilisation d’une eau salée ancienne probablement piégée dans les scories. Cette source est différente de l’eau de mer actuelle par son cortège cationique, et correspond à une eau de mer modifiée par l’interaction avec le basalte. L’étude a permis de mettre en évidence que les réactions d’échanges cationiques inverse liées à l’intrusion marine et les processus de dissolution géochimiques sont les caractéristiques géochimiques des eaux contaminées par les eaux marines. L’étude de la qualité chimique des eaux, montre des teneurs excessives en éléments majeurs dépassant largement les seuils autorisés. Les teneurs en éléments traces (Se, As) montrent une contamination importante dans les eaux de la plaine côtière. L’augmentation de ces éléments est probablement due à l’influence des formations volcaniques et est accentuée par l’intrusion saline, liée à une exploitation intensive.
Subterranean waters of the complex volcano-sedimentary aquifer system, exploited for drinking water supply of the Djibouti capital, undergo a degradation of their quality faced with high population growth, rural exodus, desertification which is accentuated in a context to severe arid climate. This degradation expresses itself by the salinization and the contamination of waters in direct relation with the overexploitation. The hydrogeochemical data were analyzed by using a combination of classic and statistical geochemical methods to estimate the quality in order to recognize the geochemical processes governing the chemistry of subterranean waters. The study indicated a variety of origins and processes of waters salinization. Our study has demonstrated that the anomaly of strong salinity is certainly due to the phenomenon of marine intrusion. The mixture of the groundwater sheet with some sea water is justified by the strong contents in chlorides. However, salinity is acquired by the contribution of another source of salt water resulting from the remobilization of old salt water, probably trapped in scorias. This second source of chlorinated water, is different from some current sea water by its cationic procession, and would correspond to sea water modified by the interaction with the basalt. Our study allowed highlighting that the reactions of inverse cationic exchange bounded to the marine intrusion and the geochemical dissolution processes are the geochemical characteristics of waters contaminated by marine waters. The study of the chemical water quality of various aquifers shows excessive contents in major elements exceeding widely the authorized thresholds. The contents in trace elements (Se, As) show an important contamination of groundwater of the coastal plain. The increase of the toxic elements is probably due to the influence of the volcanic formations and is stressed by the salt intrusion, related to an intensive exploitation.
04-09-2017
04-09-2017
Thèse
Thèse

Characterization of Bacillus amyloliquefaciens FZB42 and Bacillus subtilis BBG131 properties responsible for their ability to colonize tomato rhizosphere
Characterization of Bacillus amyloliquefaciens FZB42 and Bacillus subtilis BBG131 properties responsible for their ability to colonize tomato rhizosphere


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Les bactéries qui promeuvent la croissance de plantes (PGPR) font une partie indispensable du biote dans la rhizosphère. Plusieurs espèces de Bacillus appartiennent aux PGPR et ont la capacité de produire des peptides non ribosomiques différents, tels que les lipopeptides cycliques. La surfactine, fengycine et iturine sont des lipopeptides cycliques produits par B. subtilis and B. amyloliquefaciens. Dans cette étude, nous avons mis en avant l’étude de deux facteurs. Premièrement, la croissance bactérienne et la production de surfactine dans la rhizosphère pendant 21 jours. On outre, les effets des exsudats racinaires et des certaines sources de carbone. Finalement, le rôle de la formation de biofilm a été élaboré par la construction d’un mutant qui a perdu la capacité de la formation de biofilm. Deux souches ont été choisies pour cette étude : B. amyloliquefaciens FZB42 est une souche sauvage et B. subtilis BBG131 qui est un micro-organisme génétiquement modifié. La biomasse de B. amyloliquefaciens FZB42 était 25 fois plus élevée qu’avec B. subtilis BBG131, tandis que la production de surfactine était 5 fois plus faible que celle de B. subtilis BBG131. Les deux souches ont la capacité de croitre dans des exsudats racinaires et produire de la surfactine. B. amyloliquefaciens FZB42 a montré la capacité intense un biofilm alors que B. subtilis BBG131 a montré le contraire. Un mutant de B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- a été comparé à d’autres souches. Un comportement similaire de B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- et B. subtilis BBG131 a été observé dans la formation de biofilm qui se reflète dans leur colonisation dans la rhizosphère.
Plant growth promoting bacteria (PGPR) are an indispensable part of rhizosphere biota. Many of Bacillus species belong to PGPR and have the ability to produce different non-ribosomal peptides such as cyclic lipopeptides. Surfactin, Fengycin and Iturin are cyclic lipopeptides produced by B. subtilis, and B. amyloliquefaciens. In this work, we shed light to study these factors. Firstly, bacterial growth and surfactin production in the rhizosphere during 21 days. Additionally, the effects of root exudates and certain carbon sources. Finally, the role of biofilm formation was elaborated by the construction of a mutant that lost the ability to form a biofilm. Two strains were chosen: Bacillus amyloliquefaciens FZB42 which is a natural wild-type strain and Bacillus subtilis BBG131 which is a genetically engineered microorganism. The biomass of B. amyloliquefaciens FZB42 was 25 times higher than with B. subtilis BBG131, whereas surfactin production was 5 times less than this produced by B. subtilis BBG131. The two strains have the ability to grow in the root exudates and produce surfactin. B. amyloliquefaciens FZB42 and B. subtilis BBG131. B. amyloliquefaciens FZB42 showed intense ability to form a biofilm whereas B. subtilis BBG131 showed contrarily. A mutant of B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- was compared to other strains. A similar behavior of B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- and B. subtilis BBG131 was observed in the biofilm formation which is reflected to their colonisation in the rhizosphere.
Les bactéries qui promeuvent la croissance de plantes (PGPR) font une partie indispensable du biote dans la rhizosphère. Plusieurs espèces de Bacillus appartiennent aux PGPR et ont la capacité de produire des peptides non ribosomiques différents, tels que les lipopeptides cycliques. La surfactine, fengycine et iturine sont des lipopeptides cycliques produits par B. subtilis and B. amyloliquefaciens. Dans cette étude, nous avons mis en avant l’étude de deux facteurs. Premièrement, la croissance bactérienne et la production de surfactine dans la rhizosphère pendant 21 jours. On outre, les effets des exsudats racinaires et des certaines sources de carbone. Finalement, le rôle de la formation de biofilm a été élaboré par la construction d’un mutant qui a perdu la capacité de la formation de biofilm. Deux souches ont été choisies pour cette étude : B. amyloliquefaciens FZB42 est une souche sauvage et B. subtilis BBG131 qui est un micro-organisme génétiquement modifié. La biomasse de B. amyloliquefaciens FZB42 était 25 fois plus élevée qu’avec B. subtilis BBG131, tandis que la production de surfactine était 5 fois plus faible que celle de B. subtilis BBG131. Les deux souches ont la capacité de croitre dans des exsudats racinaires et produire de la surfactine. B. amyloliquefaciens FZB42 a montré la capacité intense un biofilm alors que B. subtilis BBG131 a montré le contraire. Un mutant de B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- a été comparé à d’autres souches. Un comportement similaire de B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- et B. subtilis BBG131 a été observé dans la formation de biofilm qui se reflète dans leur colonisation dans la rhizosphère.
Plant growth promoting bacteria (PGPR) are an indispensable part of rhizosphere biota. Many of Bacillus species belong to PGPR and have the ability to produce different non-ribosomal peptides such as cyclic lipopeptides. Surfactin, Fengycin and Iturin are cyclic lipopeptides produced by B. subtilis, and B. amyloliquefaciens. In this work, we shed light to study these factors. Firstly, bacterial growth and surfactin production in the rhizosphere during 21 days. Additionally, the effects of root exudates and certain carbon sources. Finally, the role of biofilm formation was elaborated by the construction of a mutant that lost the ability to form a biofilm. Two strains were chosen: Bacillus amyloliquefaciens FZB42 which is a natural wild-type strain and Bacillus subtilis BBG131 which is a genetically engineered microorganism. The biomass of B. amyloliquefaciens FZB42 was 25 times higher than with B. subtilis BBG131, whereas surfactin production was 5 times less than this produced by B. subtilis BBG131. The two strains have the ability to grow in the root exudates and produce surfactin. B. amyloliquefaciens FZB42 and B. subtilis BBG131. B. amyloliquefaciens FZB42 showed intense ability to form a biofilm whereas B. subtilis BBG131 showed contrarily. A mutant of B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- was compared to other strains. A similar behavior of B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- and B. subtilis BBG131 was observed in the biofilm formation which is reflected to their colonisation in the rhizosphere.
05-09-2017
05-09-2017
Thèse
Thèse

Conception et réalisation de structures textiles lumineuses pour le traitement et le monitoring de la thérapie photo dynamique (PDT)
Conception et réalisation de structures textiles lumineuses pour le traitement et le monitoring de la thérapie photo dynamique (PDT)


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Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet PHOS-ISTOS 7ème Programme Cadre de Recherche et Développement (FP7). L’objectif du projet est de développer une méthode alternative pour une application médicale, la thérapie photo dynamique (PDT), en combinant les méthodes de fabrication de l'industrie textile avec des sources laser et des dispositifs optiques. La PDT est une méthode de traitement de la Kératose Actinique efficace, bien tolérée et non invasive. L’effet thérapeutique de la PDT dépend de la substance photosensibilisante, de l'oxygénation de la tumeur et de la dose de lumière appliquée. Aujourd’hui la lumière utilisée pour activer les agents photo-sensibilisants dans le protocole de la PDT classique est délivrée par des panneaux constitués de LEDs. Cependant, ces panneaux ont des inconvénients tels que la non-uniformité de l’émission de la lumière sur les surfaces courbées, liés à leur rigidité, et la douleur provoquée par la dose élevée de la lumière pendant l'exposition. Afin de développer une alternative efficace aux panneaux LEDs, nous avons proposé d’insérer des fibres optiques en Poly(Méthacrylate de Méthyle) (PMMA) dans un textile flexible qui s’adapte à la morphologie du corps humain et qui diffuse une lumière issue des sources lasers connectées aux extrémités du tissu. Dans cette étude, le comportement des fibres optiques insérées dans des structures tissées est étudié afin de développer un tissu lumineux qui diffuse une lumière puissante et homogène. Ce projet s’intègre dans la démarche de développement des textiles intelligents, en élaborant des applications à haute valeur ajoutée destinées aux marchés des textiles médicaux.
This study is part of the PHOS-ISTOS project within 7th Framework Program for Research and Development (FP7). The objective of the project is to develop an alternative method for a medical application, Photo Dynamic Therapy (PDT), combining the manufacturing methods of the textile industry with laser sources and optical devices. PDT is an effective, well tolerated and non-invasive treatment procedure. The therapeutic effect of PDT depends on the photosensitizer substance, the oxygenation of the tumor and the dose of light applied. Today, the light used to activate the photo-sensitizing agents in the conventional PDT protocol is delivered by panels consisting of LEDs. However, these panels have disadvantages such as the non-uniformity of the emission of light on the curved surfaces due to their rigidity and the pain caused by the high dose of light during exposure. In order to develop an efficient alternative to LED panels, we proposed to insert Poly(Methyl Methacrylate) (PMMA) optical fibers into a flexible fabric that adapts to the morphology of the human body and that diffuses light from laser sources laterally. In this study, the behavior of optical fibers inserted in woven structures is studied in order to develop the light emitting fabric that diffuses a powerful and homogeneous light. The value of smart textiles has increased over the past fifteen years. This project is integrated into this approach by developing high value-added applications for the medical textile innovation markets.
Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet PHOS-ISTOS 7ème Programme Cadre de Recherche et Développement (FP7). L’objectif du projet est de développer une méthode alternative pour une application médicale, la thérapie photo dynamique (PDT), en combinant les méthodes de fabrication de l'industrie textile avec des sources laser et des dispositifs optiques. La PDT est une méthode de traitement de la Kératose Actinique efficace, bien tolérée et non invasive. L’effet thérapeutique de la PDT dépend de la substance photosensibilisante, de l'oxygénation de la tumeur et de la dose de lumière appliquée. Aujourd’hui la lumière utilisée pour activer les agents photo-sensibilisants dans le protocole de la PDT classique est délivrée par des panneaux constitués de LEDs. Cependant, ces panneaux ont des inconvénients tels que la non-uniformité de l’émission de la lumière sur les surfaces courbées, liés à leur rigidité, et la douleur provoquée par la dose élevée de la lumière pendant l'exposition. Afin de développer une alternative efficace aux panneaux LEDs, nous avons proposé d’insérer des fibres optiques en Poly(Méthacrylate de Méthyle) (PMMA) dans un textile flexible qui s’adapte à la morphologie du corps humain et qui diffuse une lumière issue des sources lasers connectées aux extrémités du tissu. Dans cette étude, le comportement des fibres optiques insérées dans des structures tissées est étudié afin de développer un tissu lumineux qui diffuse une lumière puissante et homogène. Ce projet s’intègre dans la démarche de développement des textiles intelligents, en élaborant des applications à haute valeur ajoutée destinées aux marchés des textiles médicaux.
This study is part of the PHOS-ISTOS project within 7th Framework Program for Research and Development (FP7). The objective of the project is to develop an alternative method for a medical application, Photo Dynamic Therapy (PDT), combining the manufacturing methods of the textile industry with laser sources and optical devices. PDT is an effective, well tolerated and non-invasive treatment procedure. The therapeutic effect of PDT depends on the photosensitizer substance, the oxygenation of the tumor and the dose of light applied. Today, the light used to activate the photo-sensitizing agents in the conventional PDT protocol is delivered by panels consisting of LEDs. However, these panels have disadvantages such as the non-uniformity of the emission of light on the curved surfaces due to their rigidity and the pain caused by the high dose of light during exposure. In order to develop an efficient alternative to LED panels, we proposed to insert Poly(Methyl Methacrylate) (PMMA) optical fibers into a flexible fabric that adapts to the morphology of the human body and that diffuses light from laser sources laterally. In this study, the behavior of optical fibers inserted in woven structures is studied in order to develop the light emitting fabric that diffuses a powerful and homogeneous light. The value of smart textiles has increased over the past fifteen years. This project is integrated into this approach by developing high value-added applications for the medical textile innovation markets.
26-06-2017
26-06-2017
Thèse
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