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Activité antioxydante des phénols : mécanismes, cinétiques, effets de solvants et synergies
Activité antioxydante des phénols : mécanismes, cinétiques, effets de solvants et synergies


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Les parfums sont constitués de molécules sujettes à l'autoxydation au contact de l’air. Cette dégradation oxydante peut entraîner une perte des propriétés olfactives, l’apparition d’odeurs désagréables et la formation de substances irritantes ou allergisantes. L’ajout d’antioxydants est donc nécessaire pour stabiliser les formules. Cependant, les antioxydants synthétiques tels que le BHA ou le BHT suscitent la méfiance des consommateurs et sont ou seront interdits par les futures directives européennes. Des solutions alternatives doivent donc être trouvées en cherchant parmi les antioxydants naturels les plus efficaces et les plus inoffensifs et en exploitant au mieux les synergies, souvent constatées mais rarement comprises, entre les antioxydants et les autres ingrédients de la formule. C'est dans ce contexte que ce travail de thèse a été réalisé avec un triple objectif : élucider les mécanismes de fonctionnement des antioxydants, seuls ou en association, comprendre les effets de matrices sur leur activité et, identifier et rationaliser les effets de synergie. La cible moléculaire était une fragrance aldéhydique (décanal) connue pour être très sensible à l’oxygène et difficile à stabiliser. Quant aux antioxydants, le choix s’est porté sur les phénols (synthétiques, naturels ou « parfumés ») qui inhibent les processus d’oxydation radicalaire en chaîne en transférant un H• aux radicaux oxygénés intermédiaires.
Perfumes are composed of molecules which are prone to autoxidation in the presence of oxygen. This oxidative degradation can lead to the loss of olfactory properties, the appearence of off-odours or colors and the formation of irritant or allergenic substances. The antioxidants addition is necessary to stabilize formulas. However, consumers distrust the synthetic antioxidants such as BHA or BHT which are or will be banned by future European directives. New alternatives must be found either by identifying the most efficient and the most harmless natural antioxidants, or by taking benefits from the synergies between antioxidants and other ingredients in the formula which are often observed but rarely understood. In this context, the three aims of this work were: to establish mechanisms of antioxidant action, alone or in mixture, to indentify the matrix effects on their efficiency and to rationalize synergies. The target molecule was a fragrant aldehyde (decanal) known to be very sensitive to oxygen and difficult to stabilize. Concerning antioxidants, the choice fell on phenols (synthetic, natural or "fragrant") which inhibit the free radical chain oxidation by transferring a H• to oxygen radical intermediates.
Les parfums sont constitués de molécules sujettes à l'autoxydation au contact de l’air. Cette dégradation oxydante peut entraîner une perte des propriétés olfactives, l’apparition d’odeurs désagréables et la formation de substances irritantes ou allergisantes. L’ajout d’antioxydants est donc nécessaire pour stabiliser les formules. Cependant, les antioxydants synthétiques tels que le BHA ou le BHT suscitent la méfiance des consommateurs et sont ou seront interdits par les futures directives européennes. Des solutions alternatives doivent donc être trouvées en cherchant parmi les antioxydants naturels les plus efficaces et les plus inoffensifs et en exploitant au mieux les synergies, souvent constatées mais rarement comprises, entre les antioxydants et les autres ingrédients de la formule. C'est dans ce contexte que ce travail de thèse a été réalisé avec un triple objectif : élucider les mécanismes de fonctionnement des antioxydants, seuls ou en association, comprendre les effets de matrices sur leur activité et, identifier et rationaliser les effets de synergie. La cible moléculaire était une fragrance aldéhydique (décanal) connue pour être très sensible à l’oxygène et difficile à stabiliser. Quant aux antioxydants, le choix s’est porté sur les phénols (synthétiques, naturels ou « parfumés ») qui inhibent les processus d’oxydation radicalaire en chaîne en transférant un H• aux radicaux oxygénés intermédiaires.
Perfumes are composed of molecules which are prone to autoxidation in the presence of oxygen. This oxidative degradation can lead to the loss of olfactory properties, the appearence of off-odours or colors and the formation of irritant or allergenic substances. The antioxidants addition is necessary to stabilize formulas. However, consumers distrust the synthetic antioxidants such as BHA or BHT which are or will be banned by future European directives. New alternatives must be found either by identifying the most efficient and the most harmless natural antioxidants, or by taking benefits from the synergies between antioxidants and other ingredients in the formula which are often observed but rarely understood. In this context, the three aims of this work were: to establish mechanisms of antioxidant action, alone or in mixture, to indentify the matrix effects on their efficiency and to rationalize synergies. The target molecule was a fragrant aldehyde (decanal) known to be very sensitive to oxygen and difficult to stabilize. Concerning antioxidants, the choice fell on phenols (synthetic, natural or "fragrant") which inhibit the free radical chain oxidation by transferring a H• to oxygen radical intermediates.
13-12-2019
13-12-2019
Thèse
Thèse

Adaptation, régression et expansion en limite d’aire de répartition
Adaptation, régression et expansion en limite d’aire de répartition


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Les changements globaux observés au cours des dernières décennies peuvent être à l'origine de déplacements de l'aire de répartition géographique d’espèces biologiques. L'adaptabilité et la plasticité phénotypique conditionnent ces changements. La démographie des espèces et leurs capacités de dispersion déterminent leur capacité à coloniser des sites nouvellement favorables. Dans le cas de modification de répartition géographique, on peut s'attendre à observer le long de l’aire de répartition une variation des traits d’histoire de vie en relation avec la dynamique observée. En effet, la survie, la reproduction ainsi que la capacité de dispersion déterminent la réussite ou l’échec de l’implantation et du maintien d’une population. Les attendus théoriques prévoient alors qu’elles soient maximisées sur des fronts de colonisation. De fait, un faible taux de recrutement, une limitation en partenaires sexuels et la dépression de consanguinité, parmi d’autres facteurs, peuvent entrainer un déclin des populations, des extinctions locales, ou des échecs de colonisation. Sur des fronts de colonisation, on s’attend donc à observer une augmentation des capacités de dispersion et du taux d’autofécondation, une phénologie avancée, ainsi qu’une fécondité supérieure par rapport au centre de l’aire de répartition. Sur des fronts de rétractation, on peut s’attendre à une augmentation du taux d’autofécondation et à un investissement supérieur dans la survie, par rapport aux populations centrales. Comprendre l’évolution des traits d’histoire de vie en fonction de la dynamique des aires de répartition des espèces est donc primordial pour mieux comprendre l’évolution future de la biodiversité. Dans ce contexte, les variations spatiales de traits d’histoire de vie ont été caractérisées pour quatre espèces végétales en expansion ou en retrait dans le nord de la France : la Claytonie perfoliée (Claytonia perfoliata), la Cochléaire du Danemark (Cochlearia danica), le Crithme maritime (Crithmum maritimum) et la Pensée des dunes (Viola tricolor subsp. curtisii). Ces variations de traits d’histoire de vie ont été étudiées du centre vers la limite de leurs aires de répartition par le biais de mesures phénotypiques en milieu naturel et en jardin commun, et d’analyses de structure génétique spatiale pour deux espèces. La dynamique de répartition de ces quatre espèces s’explique par des facteurs qui sont propres à la biologie de chacune, en interaction avec leur environnement. La Claytonie et la Cochléaire, toutes deux en expansion, présentent une forte pression de propagules sur leurs fronts de colonisation : tandis que la Claytonie présente un taux de germination plus important en limite d’aire de répartition, la Cochléaire présente quant à elle une augmentation de ses capacités de dispersion dans les populations de limite d’aire. Le Crithme maritime, en expansion dans la région, ne montre aucune variation de ses traits d’histoire de vie le long de son aire de répartition. De fait, toutes les populations montrent une forte capacité de colonisation, et l’analyse de la structure génétique spatiale de l’espèce indique un apport conséquent de migrants depuis et vers toutes les populations, via une dispersion à longue distance des diaspores. La Pensée des dunes, espèce en rétractation, montre une augmentation des niveaux d’autofécondation dans ses populations de limite d’aire, ce qui pourrait lui conférer une certaine assurance pour la reproduction. Toutefois, l’investissement reproducteur moins important dans ces populations pourrait, à long terme, nuire à leur persistance. Au final, si chaque espèce montre des variations de traits d’histoire de vie conformes aux prédictions théoriques, aucune de ces prédictions ne s’applique à toutes les espèces. Il n’existe donc pas de syndrome évolutif de limite de répartition géographique et les réponses des espèces dépendent de leur biologie. Ces résultats ont donc des implications particulièrement appliquées en biologie de la conservation ainsi que pour la réalisation de projections de changements d’aire de répartition géographique.
Ongoing global changes may lead to shifts in the geographical range of biological species. Adaptive evolution and phenotypic plasticity will determine these shifts. The demography of the species and their dispersal capacities will also determine their ability to colonize newly favourable habitats. When geographical distributions are shifting, one can expect a variation in life history traits across the geographic range. Indeed, survival, reproduction and dispersal capacity will determine the success or failure of population establishment and persistence. These traits are thus theoretically expected to be maximized on colonization fronts because low recruitment rates, mate limitation and inbreeding depression, among other factors, can lead to population decline, local extinction, or colonization failure. On colonization fronts, we therefore expect to observe an increase in dispersal capacities and self-fertilization rate, advanced phenology, and higher fertility compared to populations located in the central part of the range. On retraction fronts, mate limitation can also drive selection for increased self-fertilization, and worsening habitat conditions can lead to higher investment in survival as compared to central populations. Understanding the evolution of life history traits in relation to species range dynamics is therefore essential to better understand the future evolution of biodiversity in the Anthropocene. In this context, spatial variations of life history traits were characterized for four plant species that show expansion or retraction fronts in northern France: Miner’ lettuce (Claytonia perfoliata), Danish scurvygrass (Cochlearia danica), Rock samphire (Crithmum maritimum) and Dune pansy (Viola tricolor subsp. curtisii). Variations of life history traits were surveyed from the core to the edge of their geographic ranges by using phenotypic measurements in the natural environment and in the common garden and by analysing the spatial genetic structure for a subset of two species. The geographical range dynamics of these focal species were explained by species-specific factors in interaction with their respective environment. Miner’s lettuce and Danish scurvygrass, both expanding in northern France, showed high propagule pressure on their colonization fronts: while Miner’s lettuce exhibited a higher germination rate at the edge of its range, marginal populations of Danish scurvygrass showed an increase in dispersal capacities. Rock samphire, which is expanding northwards, showed no variation in its life history traits along its geographical range. All populations may show a high capacity for successful colonization and analyses of spatial genetic structure indicated large amount of gene flow among populations via long-distance dispersal events of diaspores. Lastly, the retracting populations of Dune pansy showed an increase in selfing rate that may provide some reproductive assurance. However, their lower reproductive output could threaten their long-term persistence. Altogether, while each species shows variations in life history traits consistent with theoretical predictions, trait variations appeared to be idiosyncratic. This suggested that no common evolutionary syndrome occurred in expanding or receding range edges and that species' responses mostly depend on their specific biology. These results have therefore important implications relevant to conservation biology and to forecasting of geographical range shifts under rapidly changing environments.
Les changements globaux observés au cours des dernières décennies peuvent être à l'origine de déplacements de l'aire de répartition géographique d’espèces biologiques. L'adaptabilité et la plasticité phénotypique conditionnent ces changements. La démographie des espèces et leurs capacités de dispersion déterminent leur capacité à coloniser des sites nouvellement favorables. Dans le cas de modification de répartition géographique, on peut s'attendre à observer le long de l’aire de répartition une variation des traits d’histoire de vie en relation avec la dynamique observée. En effet, la survie, la reproduction ainsi que la capacité de dispersion déterminent la réussite ou l’échec de l’implantation et du maintien d’une population. Les attendus théoriques prévoient alors qu’elles soient maximisées sur des fronts de colonisation. De fait, un faible taux de recrutement, une limitation en partenaires sexuels et la dépression de consanguinité, parmi d’autres facteurs, peuvent entrainer un déclin des populations, des extinctions locales, ou des échecs de colonisation. Sur des fronts de colonisation, on s’attend donc à observer une augmentation des capacités de dispersion et du taux d’autofécondation, une phénologie avancée, ainsi qu’une fécondité supérieure par rapport au centre de l’aire de répartition. Sur des fronts de rétractation, on peut s’attendre à une augmentation du taux d’autofécondation et à un investissement supérieur dans la survie, par rapport aux populations centrales. Comprendre l’évolution des traits d’histoire de vie en fonction de la dynamique des aires de répartition des espèces est donc primordial pour mieux comprendre l’évolution future de la biodiversité. Dans ce contexte, les variations spatiales de traits d’histoire de vie ont été caractérisées pour quatre espèces végétales en expansion ou en retrait dans le nord de la France : la Claytonie perfoliée (Claytonia perfoliata), la Cochléaire du Danemark (Cochlearia danica), le Crithme maritime (Crithmum maritimum) et la Pensée des dunes (Viola tricolor subsp. curtisii). Ces variations de traits d’histoire de vie ont été étudiées du centre vers la limite de leurs aires de répartition par le biais de mesures phénotypiques en milieu naturel et en jardin commun, et d’analyses de structure génétique spatiale pour deux espèces. La dynamique de répartition de ces quatre espèces s’explique par des facteurs qui sont propres à la biologie de chacune, en interaction avec leur environnement. La Claytonie et la Cochléaire, toutes deux en expansion, présentent une forte pression de propagules sur leurs fronts de colonisation : tandis que la Claytonie présente un taux de germination plus important en limite d’aire de répartition, la Cochléaire présente quant à elle une augmentation de ses capacités de dispersion dans les populations de limite d’aire. Le Crithme maritime, en expansion dans la région, ne montre aucune variation de ses traits d’histoire de vie le long de son aire de répartition. De fait, toutes les populations montrent une forte capacité de colonisation, et l’analyse de la structure génétique spatiale de l’espèce indique un apport conséquent de migrants depuis et vers toutes les populations, via une dispersion à longue distance des diaspores. La Pensée des dunes, espèce en rétractation, montre une augmentation des niveaux d’autofécondation dans ses populations de limite d’aire, ce qui pourrait lui conférer une certaine assurance pour la reproduction. Toutefois, l’investissement reproducteur moins important dans ces populations pourrait, à long terme, nuire à leur persistance. Au final, si chaque espèce montre des variations de traits d’histoire de vie conformes aux prédictions théoriques, aucune de ces prédictions ne s’applique à toutes les espèces. Il n’existe donc pas de syndrome évolutif de limite de répartition géographique et les réponses des espèces dépendent de leur biologie. Ces résultats ont donc des implications particulièrement appliquées en biologie de la conservation ainsi que pour la réalisation de projections de changements d’aire de répartition géographique.
Ongoing global changes may lead to shifts in the geographical range of biological species. Adaptive evolution and phenotypic plasticity will determine these shifts. The demography of the species and their dispersal capacities will also determine their ability to colonize newly favourable habitats. When geographical distributions are shifting, one can expect a variation in life history traits across the geographic range. Indeed, survival, reproduction and dispersal capacity will determine the success or failure of population establishment and persistence. These traits are thus theoretically expected to be maximized on colonization fronts because low recruitment rates, mate limitation and inbreeding depression, among other factors, can lead to population decline, local extinction, or colonization failure. On colonization fronts, we therefore expect to observe an increase in dispersal capacities and self-fertilization rate, advanced phenology, and higher fertility compared to populations located in the central part of the range. On retraction fronts, mate limitation can also drive selection for increased self-fertilization, and worsening habitat conditions can lead to higher investment in survival as compared to central populations. Understanding the evolution of life history traits in relation to species range dynamics is therefore essential to better understand the future evolution of biodiversity in the Anthropocene. In this context, spatial variations of life history traits were characterized for four plant species that show expansion or retraction fronts in northern France: Miner’ lettuce (Claytonia perfoliata), Danish scurvygrass (Cochlearia danica), Rock samphire (Crithmum maritimum) and Dune pansy (Viola tricolor subsp. curtisii). Variations of life history traits were surveyed from the core to the edge of their geographic ranges by using phenotypic measurements in the natural environment and in the common garden and by analysing the spatial genetic structure for a subset of two species. The geographical range dynamics of these focal species were explained by species-specific factors in interaction with their respective environment. Miner’s lettuce and Danish scurvygrass, both expanding in northern France, showed high propagule pressure on their colonization fronts: while Miner’s lettuce exhibited a higher germination rate at the edge of its range, marginal populations of Danish scurvygrass showed an increase in dispersal capacities. Rock samphire, which is expanding northwards, showed no variation in its life history traits along its geographical range. All populations may show a high capacity for successful colonization and analyses of spatial genetic structure indicated large amount of gene flow among populations via long-distance dispersal events of diaspores. Lastly, the retracting populations of Dune pansy showed an increase in selfing rate that may provide some reproductive assurance. However, their lower reproductive output could threaten their long-term persistence. Altogether, while each species shows variations in life history traits consistent with theoretical predictions, trait variations appeared to be idiosyncratic. This suggested that no common evolutionary syndrome occurred in expanding or receding range edges and that species' responses mostly depend on their specific biology. These results have therefore important implications relevant to conservation biology and to forecasting of geographical range shifts under rapidly changing environments.
08-11-2019
08-11-2019
Thèse
Thèse

Amélioration d’un procédé de coloration du verre : optimisation de l’adhésion d’une résine epoxyde sur un verre sodocalcique
Amélioration d’un procédé de coloration du verre : optimisation de l’adhésion d’une résine epoxyde sur un verre sodocalcique


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Pour répondre aux exigences des consommateurs, les verriers doivent concevoir des produits innovants répondant à des critères esthétiques tels que la coloration, Aujourd'hui, la décoration des articles en verre est réalisée avec des produits de décoration minéraux: les émaux, Ces produits présentent deux limites importantes: une palette de couleur limitée et des contraintes environnementales non respectées concernant l'utilisation de métaux lourds toxiques (Cd, Pb), Ce projet consiste à décorer des surfaces lisses par des revêtements organiques colorés, ayant une adhérence optimale sur le verre, résistant aux agressions chimiques. Le remplacement de la coloration par émaux et dans la masse, procédés actuellement utilisés. permet le recyclage du verre. Cette étude propose plus particulièrement une amélioration de l'adhésion d' une résine époxyde sur un verre sodocalcique. Un travail de compréhension concernant l'altération du revêtement organique au cours du lavage a révélé que l'amélioration des propriétés de la résine époxyde ainsi que la préparation de surface du matériau devraient permettre une amélioration de l'adhérence. Ainsi. une optimisation des propriétés de la résine telles que l'augmentation de sa température de transition vitreuse. une diminution de son hydrophilie ont permis d'améliorer son adhésion sur le verre. En outre. l'apprêtage de surface des substrats par des traitements physiques tels que le plasma froid et le flammage ont servi à nettoyer le verre en enlevant les couches de contaminants. Ils ont également permis de fonctionnaliser la surface du verre. Ces modifications améliorent la tenue de la résine colorée sur le verre.
To satisfy consumers and environmental requirements, the glass-making factories have to design innovative products which have to meet several esthetical criteria. as the coloration. Nowadays, the decoration of glassware is made with products of mineral decoration: enamels. These products have two important limitations: a limited color palette and emironmental constraints concerning the use of toxic heavy metals (Cd, Pb). The objective of this project is to decorate smooth glass surfaces by colored organic coatings which show a good adhesion on glass and are resistant to chemical altacks. Replacing the enamels and bulk coloring would allow an easier recycling of glass. This study proposes the improvement of the adhesion of epoxy resin on a soda-lime glass. The study of the organic coating alteration during washing showed that the improvement of epoxy resin properties and surface preparation of the material should lead to a better adhesion. Thus. optimization of properties of the resin such as the increase of its glass transition temperature and a decrease of its hydrophilicity has improved its adhesion to the glass, ln addition, the surface preparation of the substrates by physical treatments such as cold plasma and flame treatment were used to clean the glass by removing layers of contaminants. They also permit to functionalize the glass surface, These changes improve the adhesion of the coating to the glass.
Pour répondre aux exigences des consommateurs, les verriers doivent concevoir des produits innovants répondant à des critères esthétiques tels que la coloration, Aujourd'hui, la décoration des articles en verre est réalisée avec des produits de décoration minéraux: les émaux, Ces produits présentent deux limites importantes: une palette de couleur limitée et des contraintes environnementales non respectées concernant l'utilisation de métaux lourds toxiques (Cd, Pb), Ce projet consiste à décorer des surfaces lisses par des revêtements organiques colorés, ayant une adhérence optimale sur le verre, résistant aux agressions chimiques. Le remplacement de la coloration par émaux et dans la masse, procédés actuellement utilisés. permet le recyclage du verre. Cette étude propose plus particulièrement une amélioration de l'adhésion d' une résine époxyde sur un verre sodocalcique. Un travail de compréhension concernant l'altération du revêtement organique au cours du lavage a révélé que l'amélioration des propriétés de la résine époxyde ainsi que la préparation de surface du matériau devraient permettre une amélioration de l'adhérence. Ainsi. une optimisation des propriétés de la résine telles que l'augmentation de sa température de transition vitreuse. une diminution de son hydrophilie ont permis d'améliorer son adhésion sur le verre. En outre. l'apprêtage de surface des substrats par des traitements physiques tels que le plasma froid et le flammage ont servi à nettoyer le verre en enlevant les couches de contaminants. Ils ont également permis de fonctionnaliser la surface du verre. Ces modifications améliorent la tenue de la résine colorée sur le verre.
To satisfy consumers and environmental requirements, the glass-making factories have to design innovative products which have to meet several esthetical criteria. as the coloration. Nowadays, the decoration of glassware is made with products of mineral decoration: enamels. These products have two important limitations: a limited color palette and emironmental constraints concerning the use of toxic heavy metals (Cd, Pb). The objective of this project is to decorate smooth glass surfaces by colored organic coatings which show a good adhesion on glass and are resistant to chemical altacks. Replacing the enamels and bulk coloring would allow an easier recycling of glass. This study proposes the improvement of the adhesion of epoxy resin on a soda-lime glass. The study of the organic coating alteration during washing showed that the improvement of epoxy resin properties and surface preparation of the material should lead to a better adhesion. Thus. optimization of properties of the resin such as the increase of its glass transition temperature and a decrease of its hydrophilicity has improved its adhesion to the glass, ln addition, the surface preparation of the substrates by physical treatments such as cold plasma and flame treatment were used to clean the glass by removing layers of contaminants. They also permit to functionalize the glass surface, These changes improve the adhesion of the coating to the glass.
13-12-2019
13-12-2019
Thèse
Thèse

Améliorer la compréhension d’un programme à l’aide de diagrammes dynamiques et interactifs
Améliorer la compréhension d’un programme à l’aide de diagrammes dynamiques et interactifs


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Les développeurs occupent une place prépondérante dans le développement logiciel. Dans ce cadre, ils doivent réaliser une succession de tâches élémentaires (analyse, codage, liaison avec le code existant...), mais pour effectuer ces tâches, un développeur doit régulièrement changer de contexte de travail (recherche d’information, lecture de code…) et analyser du code qui n’est pas le sien. Ces actions nécessitent un temps d’adaptation élevé et réduisent l’efficacité du développeur. La modélisation logicielle est une solution à ce type de problème. Elle propose une vue abstraite d’un logiciel, des liens entre ses entités ainsi que des algorithmes utilisés. Cependant, l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est encore trop peu utilisée en entreprise. Dans cette thèse, nous proposons un outil pour améliorer la compréhension d’un programme à l’aide de diagrammes dynamiques et interactifs. Cet outil se nomme VisUML et est centré sur l’activité principale de codage du développeur. VisUML fournit des vues (sur des pages web ou sur des outils de modélisation) synchronisées avec le code. Les diagrammes UML générés sont interactifs et permettent une navigation rapide avec et dans le code. Cette navigation réduit les pertes de temps et de contextes dues aux changements d’activités en fournissant à tout moment une vue abstraite sous forme de diagramme des éléments actuellement ouverts dans l’outil de codage du développeur. Au final, VisUML a été évalué par vingt développeurs dans le cadre d’une expérimentation qualitative de l’outil afin d’estimer l’utilité d’un tel outil.
Developers dominate in software development. In this context, they must perform a succession of elementary tasks (analysis, coding, linking with existing code ...), but in order to perform these tasks, a developer must regularly change his context of work (search information, read code ...) and analyze code that is not his. These actions require a high adaptation time and reduce the efficiency of the developer. Software modeling is a solution to this type of problem. It offers an abstract view of a software, links between its entities as well as algorithms used. However, Model-Driven Engineering (MDE) is still underutilized in business. In this thesis, we propose a tool to improve the understanding of a program using dynamic and interactive diagrams. This tool is called VisUML and focuses on the main coding activity of the developer. VisUML provides views (on web pages or modeling tools) synchronized with the code.The generated UML diagrams are interactive and allow fast navigation with and in the code. This navigation reduces the loss of time and context due to activity changes by providing at any time an abstract diagram view of the elements currently open in the developer’s coding tool. In the end, VisUML was evaluated by twenty developers as part of a qualitative experimentation of the tool to estimate the usefulness of such a tool.
Les développeurs occupent une place prépondérante dans le développement logiciel. Dans ce cadre, ils doivent réaliser une succession de tâches élémentaires (analyse, codage, liaison avec le code existant...), mais pour effectuer ces tâches, un développeur doit régulièrement changer de contexte de travail (recherche d’information, lecture de code…) et analyser du code qui n’est pas le sien. Ces actions nécessitent un temps d’adaptation élevé et réduisent l’efficacité du développeur. La modélisation logicielle est une solution à ce type de problème. Elle propose une vue abstraite d’un logiciel, des liens entre ses entités ainsi que des algorithmes utilisés. Cependant, l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est encore trop peu utilisée en entreprise. Dans cette thèse, nous proposons un outil pour améliorer la compréhension d’un programme à l’aide de diagrammes dynamiques et interactifs. Cet outil se nomme VisUML et est centré sur l’activité principale de codage du développeur. VisUML fournit des vues (sur des pages web ou sur des outils de modélisation) synchronisées avec le code. Les diagrammes UML générés sont interactifs et permettent une navigation rapide avec et dans le code. Cette navigation réduit les pertes de temps et de contextes dues aux changements d’activités en fournissant à tout moment une vue abstraite sous forme de diagramme des éléments actuellement ouverts dans l’outil de codage du développeur. Au final, VisUML a été évalué par vingt développeurs dans le cadre d’une expérimentation qualitative de l’outil afin d’estimer l’utilité d’un tel outil.
Developers dominate in software development. In this context, they must perform a succession of elementary tasks (analysis, coding, linking with existing code ...), but in order to perform these tasks, a developer must regularly change his context of work (search information, read code ...) and analyze code that is not his. These actions require a high adaptation time and reduce the efficiency of the developer. Software modeling is a solution to this type of problem. It offers an abstract view of a software, links between its entities as well as algorithms used. However, Model-Driven Engineering (MDE) is still underutilized in business. In this thesis, we propose a tool to improve the understanding of a program using dynamic and interactive diagrams. This tool is called VisUML and focuses on the main coding activity of the developer. VisUML provides views (on web pages or modeling tools) synchronized with the code.The generated UML diagrams are interactive and allow fast navigation with and in the code. This navigation reduces the loss of time and context due to activity changes by providing at any time an abstract diagram view of the elements currently open in the developer’s coding tool. In the end, VisUML was evaluated by twenty developers as part of a qualitative experimentation of the tool to estimate the usefulness of such a tool.
22-10-2019
22-10-2019
Thèse
Thèse

Analyse qualitative de plusieurs types de systèmes de maladies infectieuses avec effets de réaction ou de diffusion
Analyse qualitative de plusieurs types de systèmes de maladies infectieuses avec effets de réaction ou de diffusion


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Cette thèse étudie quelques problèmes qualitatifs pour les systèmes d’équations différentielles modélisant des maladies infectieuses avec des effets de réaction ou de diffusion. Il se compose en trois parties. Premièrement, nous étudions un système de réaction-diffusion complex décrivant la propagation spatio-temporelle de la grippe avec de multiples souches. Nous établissons des conditions d’existence d’ondes semi-progressives, progressives fortes et faibles (persistantes) à partir de l’équilibre sans maladie. Nous discutons en outre plusieurs situations dans lesquelles les ondes se-mi-progressives n’existent pas, et donnent une estimation de la vitesse minimale d’onde. Deuxième-ment, nous analysons une classe de systèmes éco-épidémiologiques dans lesquels les proies sont sujettes à l’effet Allee et à l’infection. Pour certains sous-systèmes, nous déterminons l’existence du point de bifurcation (bifurcation Hopf et bifurcation d’orbites hétéroclines). Nous montrons que l’effet Allee fort peut créer une courbe séparatrice (ou une surface), conduisant à une stabilité mul-tiple. Nous trouvons que les cycles hétéroclines forment un réseau hétérocline et identifient une or-bite périodique intérieure. Enfin, nous donnons une analyse qualitative de deux systèmes différentiels basés sur le réseau couplant la propagation de l’épidémie et la diffusion de l’information: le système d’interaction et le système de contrôle des épidémies. Plus spécifiquement, nous obtenons l’existence de l’équilibre sans maladie, l’équilibre endémique et la variété de synchronisation, ainsi que leur stabilité asymptotique globale.
This thesis studies some qualitative problems for systems of differential equations modeling in-fectious diseases with reaction or diffusion effects. It consists of three parts. Firstly, we study a complex reaction-diffusion system describing the spatiotemporal spread of in-fluenza with multiple strains. We establish conditions for the existence of semi-, strong and weak (persistent) traveling waves starting from the disease-free equilibrium. We further discuss several situations in which semi-traveling waves do not exist, and give an estimation of minimal wave speed. Secondly, we analyze a class of eco-epidemiological systems where prey is subject to Allee effect and infection. For certain subsystems, we determine the existence of the bifurcation point (Hopf bifurca-tion and bifurcation of heteroclinic orbits). We show that the strong Allee effect can create a separa-trix curve (or surface), leading to multi-stability. We find that the heteroclinic cycles form a hetero-clinic network and identify an interior periodic orbit. Finally, we give a qualitative analysis of two network-based differential systems coupling epidemic spread and information diffusion: the interplay system and the epidemic control system. More specifically, we obtain the existence of the disease-free equilibrium, endemic equilibrium and synchronization manifold, and their global asymptotic stability.
Cette thèse étudie quelques problèmes qualitatifs pour les systèmes d’équations différentielles modélisant des maladies infectieuses avec des effets de réaction ou de diffusion. Il se compose en trois parties. Premièrement, nous étudions un système de réaction-diffusion complex décrivant la propagation spatio-temporelle de la grippe avec de multiples souches. Nous établissons des conditions d’existence d’ondes semi-progressives, progressives fortes et faibles (persistantes) à partir de l’équilibre sans maladie. Nous discutons en outre plusieurs situations dans lesquelles les ondes se-mi-progressives n’existent pas, et donnent une estimation de la vitesse minimale d’onde. Deuxième-ment, nous analysons une classe de systèmes éco-épidémiologiques dans lesquels les proies sont sujettes à l’effet Allee et à l’infection. Pour certains sous-systèmes, nous déterminons l’existence du point de bifurcation (bifurcation Hopf et bifurcation d’orbites hétéroclines). Nous montrons que l’effet Allee fort peut créer une courbe séparatrice (ou une surface), conduisant à une stabilité mul-tiple. Nous trouvons que les cycles hétéroclines forment un réseau hétérocline et identifient une or-bite périodique intérieure. Enfin, nous donnons une analyse qualitative de deux systèmes différentiels basés sur le réseau couplant la propagation de l’épidémie et la diffusion de l’information: le système d’interaction et le système de contrôle des épidémies. Plus spécifiquement, nous obtenons l’existence de l’équilibre sans maladie, l’équilibre endémique et la variété de synchronisation, ainsi que leur stabilité asymptotique globale.
This thesis studies some qualitative problems for systems of differential equations modeling in-fectious diseases with reaction or diffusion effects. It consists of three parts. Firstly, we study a complex reaction-diffusion system describing the spatiotemporal spread of in-fluenza with multiple strains. We establish conditions for the existence of semi-, strong and weak (persistent) traveling waves starting from the disease-free equilibrium. We further discuss several situations in which semi-traveling waves do not exist, and give an estimation of minimal wave speed. Secondly, we analyze a class of eco-epidemiological systems where prey is subject to Allee effect and infection. For certain subsystems, we determine the existence of the bifurcation point (Hopf bifurca-tion and bifurcation of heteroclinic orbits). We show that the strong Allee effect can create a separa-trix curve (or surface), leading to multi-stability. We find that the heteroclinic cycles form a hetero-clinic network and identify an interior periodic orbit. Finally, we give a qualitative analysis of two network-based differential systems coupling epidemic spread and information diffusion: the interplay system and the epidemic control system. More specifically, we obtain the existence of the disease-free equilibrium, endemic equilibrium and synchronization manifold, and their global asymptotic stability.
25-09-2019
25-09-2019
Thèse
Thèse

Approches comparées des paramètres de Hansen et du modèle COSMO-RS pour l'étude des phénomènes de solubilisation : application à la caractérisation et à la valorisation des agro-solvants
Approches comparées des paramètres de Hansen et du modèle COSMO-RS pour l'étude des phénomènes de solubilisation : application à la caractérisation et à la valorisation des agro-solvants


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L'évolution du cadre réglementaire et la prise de conscience générale des enjeux environnementaux et de santé publique sont à l'origine d'une profonde modification du paysage des solvants. L'avènement de solvants alternatifs, comme les agro-solvants, nécessite le recours à des outils physico-chimiques systématiques de caractérisation de leurs propriétés solubilisantes. L'approche des paramètres de Hansen, issue de la théorie de Hildebrand, propose une représentation des principales interactions moléculaires en solution. Ses performances applicatives ont été éprouvées pour la caractérisation des agro-solvants émergents et l'étude de la solubilisation de solutés moléculaires et macromoléculaires. Alternativement, le modèle COSMO-RS combine chimie quantique et thermodynamique statistique pour la prédiction des propriétés moléculaires à l'état liquide. Les performances de ce modèle ont été évaluées et exploitées pour rendre compte des phénomènes de solubilisation de solutés complexes tels que la nitrocellulose et le C60-fullerène. Permettant de traduire les deux mécanismes principaux de solubilisation (similarité et complémentarité), les descripteurs issus de COSMO-RS ont été mis à profit pour forger de nouveaux paramètres de solubilité aussi simples que ceux de Hansen mais plus rigoureux scientifiquement. Cette jouvence des paramètres de solubilité s'appuie sur la prise en compte des interactions acide-base de Lewis et le concept nouveau de COSMOmorphe permettant le calcul des interactions dispersives. Les connaissances ainsi acquises ont permis l'élaboration d'une microémulsion dégraissante verte dont l'efficacité repose sur un mécanisme original de décapage dégraissant.
The evolution of regulations and the global awareness as result of health and environmental issues are deeply modifying the solvent landscape. With the increasing demand for alternative solvents, such as biosolvents, there is a need for systematic physicochemical tools for the characterization of their solubilizing properties. The Hansen solubility parameters, derived from the theory of Hildebrand, provide a representation of the main molecular interactions in solution. Their applucation performance were tested in order to characterize emerfinf biosolvents and to study the solubilization of molecular and macromolecular solutes. In contrast, the COSMO-RS model combines quantum chemistry and statistical thermodynamics to predict molecular properties int the liquid state. The performance of this model was evaluated and used to account for the solubility phenomena of complex solutes such as nitrocellulose and fullerene-C60. With their ability to handle the two main mechanisms of solubilization (similarity and complementarity), the COSMO-RS descriptors were used to create new solubility parameters as simple as those of Hansen but more scientifically rigorous. This renewal of the solubility parameters is based on the consideration of the Lewis acide-base interactions and the new concept of COSMOmorphe for the calculation of dispersive interactions. These considerations enable the development of a green degreasing microemulsion whose efficiency is based on an unusual mechanism of degreasing-stripping.
L'évolution du cadre réglementaire et la prise de conscience générale des enjeux environnementaux et de santé publique sont à l'origine d'une profonde modification du paysage des solvants. L'avènement de solvants alternatifs, comme les agro-solvants, nécessite le recours à des outils physico-chimiques systématiques de caractérisation de leurs propriétés solubilisantes. L'approche des paramètres de Hansen, issue de la théorie de Hildebrand, propose une représentation des principales interactions moléculaires en solution. Ses performances applicatives ont été éprouvées pour la caractérisation des agro-solvants émergents et l'étude de la solubilisation de solutés moléculaires et macromoléculaires. Alternativement, le modèle COSMO-RS combine chimie quantique et thermodynamique statistique pour la prédiction des propriétés moléculaires à l'état liquide. Les performances de ce modèle ont été évaluées et exploitées pour rendre compte des phénomènes de solubilisation de solutés complexes tels que la nitrocellulose et le C60-fullerène. Permettant de traduire les deux mécanismes principaux de solubilisation (similarité et complémentarité), les descripteurs issus de COSMO-RS ont été mis à profit pour forger de nouveaux paramètres de solubilité aussi simples que ceux de Hansen mais plus rigoureux scientifiquement. Cette jouvence des paramètres de solubilité s'appuie sur la prise en compte des interactions acide-base de Lewis et le concept nouveau de COSMOmorphe permettant le calcul des interactions dispersives. Les connaissances ainsi acquises ont permis l'élaboration d'une microémulsion dégraissante verte dont l'efficacité repose sur un mécanisme original de décapage dégraissant.
The evolution of regulations and the global awareness as result of health and environmental issues are deeply modifying the solvent landscape. With the increasing demand for alternative solvents, such as biosolvents, there is a need for systematic physicochemical tools for the characterization of their solubilizing properties. The Hansen solubility parameters, derived from the theory of Hildebrand, provide a representation of the main molecular interactions in solution. Their applucation performance were tested in order to characterize emerfinf biosolvents and to study the solubilization of molecular and macromolecular solutes. In contrast, the COSMO-RS model combines quantum chemistry and statistical thermodynamics to predict molecular properties int the liquid state. The performance of this model was evaluated and used to account for the solubility phenomena of complex solutes such as nitrocellulose and fullerene-C60. With their ability to handle the two main mechanisms of solubilization (similarity and complementarity), the COSMO-RS descriptors were used to create new solubility parameters as simple as those of Hansen but more scientifically rigorous. This renewal of the solubility parameters is based on the consideration of the Lewis acide-base interactions and the new concept of COSMOmorphe for the calculation of dispersive interactions. These considerations enable the development of a green degreasing microemulsion whose efficiency is based on an unusual mechanism of degreasing-stripping.
04-11-2019
04-11-2019
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Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes
Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes


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Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.
This thesis work is devoted to the development of practical mechanisms for the heat guiding in silicon low-dimensional nanostructures. The motivation comes from both the field of IC thermal management and emerging technology of Si-based thermoelectric devices, where directional heat guiding can play an important role. A series of micrometre-sized thermal characterisation platforms was designed and fabricated. The objective is to study experimentally the feasibility of artificially-induced in-plane anisotropy of effective thermal conductivity (κ) in Si nanopatterned membranes. By the combined use of micro Raman Thermometry, Rigorous Coupled Wave Analysis and Finite Element Modelling (FEM) it was possible to measure the thermal gradient, membrane conductance and determine effective thermal conductivities. This experiment confirms the possibility to induce artificially high anisotropy of κ in Si phononic membranes. Finally, purposefully designed parameterized FEM model demonstrated the possible implementation of the induced anisotropic effects in the area of IC thermal-management.
Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.
This thesis work is devoted to the development of practical mechanisms for the heat guiding in silicon low-dimensional nanostructures. The motivation comes from both the field of IC thermal management and emerging technology of Si-based thermoelectric devices, where directional heat guiding can play an important role. A series of micrometre-sized thermal characterisation platforms was designed and fabricated. The objective is to study experimentally the feasibility of artificially-induced in-plane anisotropy of effective thermal conductivity (κ) in Si nanopatterned membranes. By the combined use of micro Raman Thermometry, Rigorous Coupled Wave Analysis and Finite Element Modelling (FEM) it was possible to measure the thermal gradient, membrane conductance and determine effective thermal conductivities. This experiment confirms the possibility to induce artificially high anisotropy of κ in Si phononic membranes. Finally, purposefully designed parameterized FEM model demonstrated the possible implementation of the induced anisotropic effects in the area of IC thermal-management.
05-11-2019
05-11-2019
Thèse
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Be innovative to be green: how consumers respond to eco-innovative product designs
Be innovative to be green: how consumers respond to eco-innovative product designs


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L'éco-innovation est un moyen efficace pour les entreprises de répondre aux préoccupations environnementales croissantes des clients. Cette thèse propose que la conception des produits, ainsi que les variables liées à la consommation et à la situation, peuvent avoir une influence positive ou négative sur le consommateur. Les résultats de cinq expériences montrent comment les consommateurs réagissent aux conceptions de produits éco-innovants dans diverses catégories de produits Internet-of-Things (IoT). Nous découvrons l'effet des compromis entre les caractéristiques innovantes et les avantages écologiques sur les réponses des consommateurs (étude 1). Nos résultats montrent également que les éléments écologiques dans les conceptions de produits éco-innovants peuvent déclencher différentes réactions des consommateurs (étude 2). De plus, cette thèse mets en lumière les intentions d'achat des consommateurs par rapport à la conception des produits et de leur innovation écologique (étude 3). Nous documentons également les associations de consommateurs entre la détectabilité d’un attribut respectueux de l’environnement et l’éco-respect des produits et la qualité globale du produit, ce qui affecte leurs préférences et leur intention d’adopter une éco-innovation (étude 4). Enfin, nous soulignons que les consommateurs évaluent positivement ou non les éco-innovations selon le pays de fabrication et de sa compatibilité avec l’éco-respect des produits (étude 5). La thèse se termine par des conseils théoriques et managériaux pour les entreprises sur les meilleures pratiques en la réalisation d'avantages concurrentiels dans un contexte d'éco-innovation.
The introduction of eco-innovation is considered an effective way for companies to strategically align themselves with consumers’ increasing environmental concerns. Drawing on the sustainability and innovation literature, this dissertation proposes that product design factors, individual differences, and situational variables, significantly influence consumer responses to eco-innovation. The findings of five online experiments explore the underlying mechanisms of how consumers respond to eco-innovative product designs across various Internet-of-Things product categories. Specifically, we uncover the effect of trade-offs between innovative features and eco-friendly benefits on consumer responses and shine new light on the moderating role of consumer beliefs about eco-friendly product effectiveness (Study 1). Our results also show that different types of eco-friendly attributes in new product designs trigger different consumer responses (Study 2). Moreover, this dissertation sheds light on the nature of eco-friendly consumer innovativeness and its interaction effects with perceived trade-offs in eco-innovative product designs on consumers’ product evaluation and purchase intentions (Study 3). We also document consumers’ associations between detachability of an eco-friendly attribute on consumer responses (Study 4). Finally, we highlight that consumers’ evaluations of eco-innovation hinge on ecological country of manufacture and its congruence with product eco-friendliness (Study 5). The dissertation concludes with theoretical and managerial implications, such as advice for firms on the best practices for competitive advantage achievement in an eco-innovation context.
L'éco-innovation est un moyen efficace pour les entreprises de répondre aux préoccupations environnementales croissantes des clients. Cette thèse propose que la conception des produits, ainsi que les variables liées à la consommation et à la situation, peuvent avoir une influence positive ou négative sur le consommateur. Les résultats de cinq expériences montrent comment les consommateurs réagissent aux conceptions de produits éco-innovants dans diverses catégories de produits Internet-of-Things (IoT). Nous découvrons l'effet des compromis entre les caractéristiques innovantes et les avantages écologiques sur les réponses des consommateurs (étude 1). Nos résultats montrent également que les éléments écologiques dans les conceptions de produits éco-innovants peuvent déclencher différentes réactions des consommateurs (étude 2). De plus, cette thèse mets en lumière les intentions d'achat des consommateurs par rapport à la conception des produits et de leur innovation écologique (étude 3). Nous documentons également les associations de consommateurs entre la détectabilité d’un attribut respectueux de l’environnement et l’éco-respect des produits et la qualité globale du produit, ce qui affecte leurs préférences et leur intention d’adopter une éco-innovation (étude 4). Enfin, nous soulignons que les consommateurs évaluent positivement ou non les éco-innovations selon le pays de fabrication et de sa compatibilité avec l’éco-respect des produits (étude 5). La thèse se termine par des conseils théoriques et managériaux pour les entreprises sur les meilleures pratiques en la réalisation d'avantages concurrentiels dans un contexte d'éco-innovation.
The introduction of eco-innovation is considered an effective way for companies to strategically align themselves with consumers’ increasing environmental concerns. Drawing on the sustainability and innovation literature, this dissertation proposes that product design factors, individual differences, and situational variables, significantly influence consumer responses to eco-innovation. The findings of five online experiments explore the underlying mechanisms of how consumers respond to eco-innovative product designs across various Internet-of-Things product categories. Specifically, we uncover the effect of trade-offs between innovative features and eco-friendly benefits on consumer responses and shine new light on the moderating role of consumer beliefs about eco-friendly product effectiveness (Study 1). Our results also show that different types of eco-friendly attributes in new product designs trigger different consumer responses (Study 2). Moreover, this dissertation sheds light on the nature of eco-friendly consumer innovativeness and its interaction effects with perceived trade-offs in eco-innovative product designs on consumers’ product evaluation and purchase intentions (Study 3). We also document consumers’ associations between detachability of an eco-friendly attribute on consumer responses (Study 4). Finally, we highlight that consumers’ evaluations of eco-innovation hinge on ecological country of manufacture and its congruence with product eco-friendliness (Study 5). The dissertation concludes with theoretical and managerial implications, such as advice for firms on the best practices for competitive advantage achievement in an eco-innovation context.
02-12-2019
02-12-2019
Thèse
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Bio production à l’échelle pilote d’un hydrolysat peptidique à partir de sang entier bovin et porcin pour l’industrie du Petfood et l’alimentation animale : Identification et caractérisation des peptides actifs
Bio production à l’échelle pilote d’un hydrolysat peptidique à partir de sang entier bovin et porcin pour l’industrie du Petfood et l’alimentation animale : Identification et caractérisation des peptides actifs


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Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse.
Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin. The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L). The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population. The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising.
Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse.
Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin. The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L). The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population. The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising.
06-11-2019
06-11-2019
Thèse
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Bio-évaluation des cours d’eau de la région Ouest du Cameroun à l’aide des macroinvertébrés benthiques et construction d’un indice multimétrique régional
Bio-évaluation des cours d’eau de la région Ouest du Cameroun à l’aide des macroinvertébrés benthiques et construction d’un indice multimétrique régional


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Les macroinvertébrés benthiques sont depuis toujours reconnus comme d’excellents outils de bio-évaluation de la qualité des eaux, que ce soit dans les milieux tropicaux que tempérés. L’objectif principal de cette thèse était de faire un état de lieu de la qualité des eaux de la région Ouest du Cameroun, sans cesse dégradée par des activités anthropiques diverses et multiples. En s’appuyant sur les communautés benthiques présentes et leurs préférences écologiques à l’échelle du mésohabitat, nous avons abouti à la construction d'un indice régional de bio-évaluation de la qualité écologique des cours d'eau. A partir des analyses multivariées, une biotypologie des cours d’eau a été dégagée au sein des stations échantillonnées, aboutissant à différents patrons de distribution avec d’une part les stations de référence et d’autre part les stations impactées, sur la base du niveau d’urbanisation et la nature des effluents dans les différents sous-bassins versants. Un indice multimétrique (IMMOC), mesurant l'écart à la référence, a pu être créé à partir de ces lots de stations. Parmi les 18 métriques candidates (transformées en Ratio de Qualité Écologique), nous avons sélectionné les métriques présentant une forte efficacité de discrimination et un faible coefficient de variation en condition de référence. L’indice le plus performant se compose de 2 métriques à savoir l’indice de Shannon et la métrique 1–GOLD. A partir d’un jeu de données test indépendant du jeu de données d’apprentissage, nous avons vérifié que l’IMMOC était stable en condition de référence et sensible à la gamme de pressions anthropiques présentes dans cette région, confirmant ainsi son caractère généraliste.
Benthic macroinvertebrates have always been recognized as better tools for bio-assessment of the ecological quality of streams in both tropical and temperate areas. The main objective of this work was to evaluate the water quality of the Western region of Cameroon most degraded by various and multiple anthropogenic activities. From these communities of macroinvertebrates benthic and their ecological preferences at the mesohabitat scale, we resulted to the construction of a bio-assessment index of the ecological quality of streams adapted to this region. From multivariate analyzes, a stream biotypology into the sampled sites, allowed us to identify different distribution patterns, with on the one hand reference sites or non-impacted and the other hand, impacted sites based on the level of urbanization and the nature of the effluents in the different sub-watersheds. A multimetric index of biological quality (MMIWC), measuring the deviation from the reference, could be created, thanks to these two groups of stations. Among the 18 candidate metrics (transformed into Ecological Quality Ratio), we selected metrics with high discrimination efficiency and a low coefficient of variation in the reference conditions. The best performing index include two metrics derived to the taxonomic diversity (Shannon index) and taxonomic composition (1-GOLD). From a test dataset different to learning dataset, we were able to verify that MMIWC was stable in the reference conditions and sensitive to the full range of anthropogenic pressures present in this region, thus confirming its generalist character.
Les macroinvertébrés benthiques sont depuis toujours reconnus comme d’excellents outils de bio-évaluation de la qualité des eaux, que ce soit dans les milieux tropicaux que tempérés. L’objectif principal de cette thèse était de faire un état de lieu de la qualité des eaux de la région Ouest du Cameroun, sans cesse dégradée par des activités anthropiques diverses et multiples. En s’appuyant sur les communautés benthiques présentes et leurs préférences écologiques à l’échelle du mésohabitat, nous avons abouti à la construction d'un indice régional de bio-évaluation de la qualité écologique des cours d'eau. A partir des analyses multivariées, une biotypologie des cours d’eau a été dégagée au sein des stations échantillonnées, aboutissant à différents patrons de distribution avec d’une part les stations de référence et d’autre part les stations impactées, sur la base du niveau d’urbanisation et la nature des effluents dans les différents sous-bassins versants. Un indice multimétrique (IMMOC), mesurant l'écart à la référence, a pu être créé à partir de ces lots de stations. Parmi les 18 métriques candidates (transformées en Ratio de Qualité Écologique), nous avons sélectionné les métriques présentant une forte efficacité de discrimination et un faible coefficient de variation en condition de référence. L’indice le plus performant se compose de 2 métriques à savoir l’indice de Shannon et la métrique 1–GOLD. A partir d’un jeu de données test indépendant du jeu de données d’apprentissage, nous avons vérifié que l’IMMOC était stable en condition de référence et sensible à la gamme de pressions anthropiques présentes dans cette région, confirmant ainsi son caractère généraliste.
Benthic macroinvertebrates have always been recognized as better tools for bio-assessment of the ecological quality of streams in both tropical and temperate areas. The main objective of this work was to evaluate the water quality of the Western region of Cameroon most degraded by various and multiple anthropogenic activities. From these communities of macroinvertebrates benthic and their ecological preferences at the mesohabitat scale, we resulted to the construction of a bio-assessment index of the ecological quality of streams adapted to this region. From multivariate analyzes, a stream biotypology into the sampled sites, allowed us to identify different distribution patterns, with on the one hand reference sites or non-impacted and the other hand, impacted sites based on the level of urbanization and the nature of the effluents in the different sub-watersheds. A multimetric index of biological quality (MMIWC), measuring the deviation from the reference, could be created, thanks to these two groups of stations. Among the 18 candidate metrics (transformed into Ecological Quality Ratio), we selected metrics with high discrimination efficiency and a low coefficient of variation in the reference conditions. The best performing index include two metrics derived to the taxonomic diversity (Shannon index) and taxonomic composition (1-GOLD). From a test dataset different to learning dataset, we were able to verify that MMIWC was stable in the reference conditions and sensitive to the full range of anthropogenic pressures present in this region, thus confirming its generalist character.
04-11-2019
04-11-2019
Thèse
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Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10