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Formalité opéradique et homotopie des espaces de configuration

/ Idrissi Kaïtouni Najib / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-11-2017
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Dans une première partie, nous étudions l’opérade SC2 "Swiss-Cheese" de Voronov, qui gouverne l’action d’une algèbre D2 sur une algèbre D1. Nous construisons un modèle en groupoïdes de cette opérade et nous décrivons les algèbres sur ce modèle de manière similaire à la description classique des algèbres sur H*(SC). Nous étendons notre modèle en un modèle rationnel dépendant d’un associateur de Drinfeld, et nous le comparons au modèle qui existerait si l’opérade SC était formelle. Dans une seconde partie, nous étudions les espaces de configurations des variétés compactes, lisses, sans bord et simplement connexes. Nous démontrons sur R une conjecture de Lambrechts–Stanley qui décrit un modèle de tels espaces de configurations, avec comme corollaire leur invariance homotopique réelle. En nous fondant sur la preuve par Kontsevich de la formalité des opérades Dn, nous obtenons en outre que ce modèle est compatible avec l’action de l’opérade de Fulton–MacPherson quand la variété est parallélisée. Cela nous permet de calculer explicitement l’homologie de factorisation d’une telle variété. Enfin, dans une troisième partie, nous élargissons ce résultat à une large classe de variétés à bord. Nous utilisons d’abord une dualité de Poincaré–Lefschetz au niveau des chaînes pour calculer l’homologie des espaces de configurations de ces variétés, puis nous reprenons les méthodes du second chapitre pour obtenir le modèle, qui est compatible avec l’action de l’opérade Swiss-Cheese SCn.

Algorithmes pour la reconstruction de séquences de marqueurs conservés dans des données de métagénomique

/ Pericard Pierre / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-10-2017
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Les progrès récents en termes de séquençage d’ADN permettent maintenant d’accéder au matériel génétique de communautés microbiennes extraites directement d’échantillons environnementaux naturels. Ce nouveau domaine de recherche, appelé métagénomique, a de nombreuses applications en santé, en agro-alimentaire, en écologie, par exemple. Analyser de tels échantillons demande toutefois de développer de nouvelles méthodes bio-informatiques pour déterminer la composition taxonomique de la communauté étudiée. L’identification précise des organismes présents est en effet une étape essentielle à la compréhension des écosystèmes même les plus simples. Cependant, les technologies de séquençage actuelles produisent des fragments d’ADN courts et bruités, qui ne couvrent que partiellement les séquences complètes des gènes, ce qui pose un véritable défi pour l’analyse taxonomique à haute résolution. Nous avons développé MATAM, une nouvelle méthode bio-informatique dédiée à la reconstruction rapide et sans erreurs de séquences complètes de marqueurs phylogénétiques conservés, à partir de données brutes de séquençage. Cette méthode est composée d’une succession d’étapes qui réalisent la construction et l’analyse d’un graphe de chevauchement de lectures. Nous l’avons appliquée à l’assemblage de la petite sous-unité de l’ARN ribosomique sur des métagénomes simulés, synthétiques et réels. Les résultats obtenus sont de très bonne qualité et améliorent l’état de l’art.

Implication des mécanismes épigénétiques dans la programmation de l'adiposité chez la descendance de mères obèses

/ Lecoutre Simon / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-10-2017
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Selon le concept de l'origine développementale de la santé et des maladies (DOHaD), l'obésité aurait des origines développementales et précoces. Nous posons l'hypothèse que l'obésité maternelle altérerait les processus épigénétiques au cours du développement du tissu adipeux blanc de la descendance. Ces modifications précoces installeraient une « empreinte épigénétique » au niveau de gènes clefs du métabolisme adipocytaire en modifiant durablement leur activité transcriptionnelle et favorisant l’expansion du tissu adipeux. Dans ce travail, nous avons montré que l'obésité maternelle entraine des remodelages épigénomiques (i.e., méthylation/hydroxyméthylation de l'ADN et modifications d'histones) qui contrôlent l'expression des gènes codant pour la leptine et PPARγ ; la lactation est une période clé du remodelage épigénomique dans le tissu adipeux blanc ; certaines de ces marques épigénomiques persistent à l'âge adulte. Ces mécanismes épigénomiques participeraient aux phénomènes de programmation transcriptionnelle de gènes adipogéniques et lipogéniques impliqués dans l'expansion du tissu adipeux blanc. De plus, le remodelage épigénétique des régions génomiques régulant l'expression génique se met en place et persiste de façon spécifique en fonction de la localisation des dépôts de tissu adipeux blanc et du sexe de la descendance. Ainsi, la persistance des marques épigénétiques serait impliquée dans la sensibilisation des descendants de mères obèses à l'obésité.

Rôle des modifications post-traductionnelles dans le processus d’agrégation de la protéine Tau

/ Despres Clément / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-10-2017
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L’analyse histologique de cerveaux des patients atteints par la maladie Alzheimer met en évidence deux lésions moléculaires majeures : les plaques amyloïdes extraneuronales et les structures fibrillaires intra-neuronales. Alors que les premières sont constituées par l’agrégation du peptide Aβ, les fibres intra-neuronales, aussi appelées PHFs, sont essentiellement formées par l’agrégation de la protéine Tau hyperphosphorylée. De nombreuses études ont démontré une corrélation positive entre l’hyperphosphorylation de la protéine Tau, la progression de la dégénérescence neurofibrillaire de manière spatio-temporelle dans le cerveau et le stade de la maladie mais, à ce jour, le mécanisme moléculaire liant la phosphorylation et l’agrégation pathologique reste inconnu. De plus, par l’absence de structure tridimensionnelle, la protéine Tau est une cible privilégiée d’un grand nombre d’enzymes telles que les kinases, acétyl- et glycosyl-transférases... impliquées dans la modification post-traductionnelle (MPT) de la protéine. Le rôle de ces autres modifications dans le processus agrégatif n’est pas encore clairement établi et mérite d’être étudié. De plus, l’identification de ces différentes modifications nous a amené à nous interroger sur le dialogue potentiel avec la phosphorylation et leur impact sur l’agrégation de la protéine Tau. Dans ce contexte, par différentes approches in vitro, nous avons étudié le rôle de trois modifications clés de la protéine Tau : la phosphorylation (Ser/Thr), l’acétylation (Lys) et l’O-GlcNAcylation (Ser).

Caractérisations structurales multi-échelles d’amidons modifiés

/ Volant Chloé / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 26-10-2017
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A l’interface entre le développement de résines végétales et l’étude des propriétés mécaniques associées, ces travaux se sont focalisés sur la caractérisation structurale d’amidons modifiés chimiquement afin de distinguer des différences structurales induites par les procédés de synthèse. La transposition de méthodes analytiques et de caractérisation structurale ainsi que le développement de méthodes de préparation ont permis de proposer une stratégie de caractérisation multi-échelle pour déterminer les paramètres suivants : composition chimique, degré de substitution, répartition des substituants et organisation des particules. La composition d’amidons modèles a été déterminée par plusieurs techniques, la combinaison des méthodes a mis en évidence une similarité entre les éléments détectés en surface et ceux présents dans la masse. Grâce au développement de méthodes de préparation, la répartition des substituants sur les chaînes et les unités anhydroglucoses a été identifiée et s’est révélée dépendante des procédés de synthèse. Les techniques à l’état liquide ont montré des limitations pour la détermination du degré de substitution des amidons modèles, favorisant une approche par RMN du solide. L’organisation des copolymères a impliqué le développement de méthodes de préparation de fractions ensuite caractérisées par chromatographie ou par couplage flux-force hydrodynamique. L’application de cette stratégie combinant caractérisation moléculaire et macromoléculaire sur des prototypes innovants a permis de mettre en évidence l’influence des procédés de synthèse sur les paramètres ciblés. Des structures particulaires ont été proposées pour chaque type de modification.

Synthèse de complexes d’actinides à propriétés physico-chimiques contrôlées pour la fabrication de combustibles oxyde

/ Haidon Blaise / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-10-2017
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Dans le cadre des recherches sur le traitement-recyclage des combustibles nucléaires du futur, la conversion oxalique, éprouvée industriellement pour le plutonium (IV), est le procédé de référence envisagé pour la production finale d’oxydes d’actinides. L’optimisation de ce procédé, basé sur une étape de précipitation oxalique suivie de la calcination en oxyde de l’oxalate précipité, nécessite de maîtriser les propriétés des solides formés dès l’étape initiale de précipitation. La morphologie de l’oxalate, conservée après calcination en oxyde, impacte toutes les étapes du procédé. Dans ce contexte, cette étude s’intéresse à la modulation de la morphologie des oxalates d’actinides tétravalents, thorium (IV) et plutonium (IV), grâce à l’ajout d’additifs organiques dans le milieu de précipitation. Les molécules sélectionnées, choisies parmi les composés dits « CHON » possédant des capacités de complexation et/ou de précipitation des actinides, présentent différents impacts sur la structure cristalline des oxalates précipités, la morphologie des particules, leur taille et/ou leur agglomération. L’analyse du solide, combinée aux mesures de solubilité, de cinétiques de nucléation, de croissance et de noyaux d’agglomération, conduit à proposer des mécanismes pour chaque modulation, sur la base desquels les différences entre oxalate de thorium (IV) et oxalate de plutonium (IV) sont discutées. La méthodologie multidisciplinaire développée dans le cadre de ce travail conduit à des propositions de renforcement de l’impact des additifs utiles dans une perspective de transposition à d’autres systèmes chimiques et notamment d’autres oxalates d’actinides ou de mélanges d’actinides.

Amplificateurs à fibres dopées erbium légèrement multimodes pour les futurs réseaux de télécommunications

/ Trinel Jean-Baptiste / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-10-2017
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La saturation annoncée du débit maximal d'information véhiculable par des fibres optiques monomodes rend nécessaire l'étude de nouvelles technologies susceptibles de répondre aux besoins toujours croissants des utilisateurs. La technologie de multiplexage spatial semble très prometteuse et nécessite d'adapter/développer l'ensemble des briques élémentaires qui constitueraient la nouvelle ligne de transmission. Le but de cette thèse est d'approfondir les travaux initiés sur cette thématique en associant théorie et expérience de façon à réaliser des répéteurs optiques adaptés au cas du multiplexage modal dans des fibres légèrement multimodes. La principale contrainte qui s'applique à ce type d'amplificateurs est de réaliser l'égalisation simultanée des gains sur les différents canaux de transmission. Des outils numériques de modélisation et d'optimisation de ces amplificateurs ont été développés pour explorer de nombreuses configurations et identifier celles qui sont optimales. Un modèle numérique tenant compte du battement de modes et du couplage entre modes induit par le milieu amplificateur a été développé. Une nouvelle configuration de fibre à cœur micro-structuré permettant de dépasser les limitations liées aux méthodes conventionnelles de fabrication de fibres a été étudiée. Ce type de fibre permet d'obtenir un gain élevé et égalisé sur l'ensemble des canaux et favorise l'efficacité énergétique du composant. Un autre volet de ce travail de thèse a consisté à étudier la possibilité d'intégrer les amplificateurs légèrement multimodes au sein du réseau monomode actuel de façon à partager la fonction d'amplification à un coût avantageux en terme d'énergie et de composants.

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

/ Omrani Fatma / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-10-2017
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Cette thèse a pour objectif la compréhension des propriétés mécaniques des composites à base de fibres de lin. Tout d’abord, on s’est focalisé sur les renforts tissés, ayant différents types de fils, structures et traitements, à travers une caractérisation multi-échelle. Les résultats montrent une forte influence du procédé du tissage ainsi que les traitements de désencollage et de séchage sur les propriétés mécaniques. L’étude montre une grande variabilité des propriétés mécaniques à l’échelle fil qui diminue significativement de l’échelle tissu à l’échelle composite où les résultats mettent en évidence des propriétés régulières et reproductibles, équivalentes aux composites à base de fibres synthétiques. Ensuite, cette thèse s’est intéressée aux propriétés mécaniques des renforts à orientation aléatoire, les non tissés. La caractérisation mécanique est réalisée sous forme sèche avec des essais de traction simple, de flexion pour différents lots de non tissé. Egalement, l’étude de la déformabilité des renforts non tissés est effectuée avec des essais d’emboutissage sur des géométries simple (hémisphère) et complexe (boite carrée). S’appuyant sur une approche expérimentale, un protocole de caractérisation est établi afin d’identifier et quantifier la réponse du non tissé lors de la mise en forme. L’apparition de nouveaux phénomènes tels que la variation de la densité locale et le glissement des fibres est observée pour les renforts de type non tissé. La caractérisation a démontré les effets de facteurs comme la géométrie du poinçon, la pression du serre-flan, la densité et la direction du renfort.

Toward internet of heterogeneous things : wireless communication maintenance and efficient data sharing among devices

/ Razafimandimby Anjalalaina Jean Cristanel / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-10-2017
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Malgré le grand succès de l'Internet des Objets, la plupart de ses applications sont basées uniquement sur l'actionnement statique. Cependant, l'ajout d'un rôle actif pour les actionneurs sera nécessaire afin d'optimiser les systèmes où ils sont présents. Pour ce faire, dans cette thèse, nous introduisons un nouveau concept appelé Internet des Objets Hétérogènes qui prend en compte les actionnements statique et dynamique. L'actionnement dynamique est fourni par un robot mobile ou un capteur mobile. Dans ce cas, nous exploitons le potentiel de la mobilité contrôlée en proposant des algorithmes efficaces pour maintenir la connectivité entre les dispositifs. Nous montrons par simulation l'efficacité des algorithmes proposés et leur performance en termes de temps de convergence, de connectivité et de distance parcourue. Une fois que la connectivité entre les dispositifs est garantie, un autre défi majeur qui devrait être résolu est l'énorme quantité de données qu'ils génèrent. Pour faire face à ce problème, nous proposons une approche d'inférence bayésienne qui permet d'éviter la transmission des données fortement corrélées. L'algorithme de propagation de croyance, couplé au modèle de champ aléatoire de Markov, est utilisé dans ce cas pour inférer les données manquantes. Selon différents scénarios, notre approche est évaluée sur la base des données réelles recueillies à partir des capteurs déployés sur des environnements intérieurs et extérieurs. Les résultats montrent que notre approche réduit considérablement la quantité de données transmises et la consommation d'énergie, tout en maintenant un niveau acceptable d'erreur d'inférence et de qualité de l'information.

Mise en œuvre et modélisation du comportement cyclique des polymères à mémoire de forme

/ Bouaziz Rami / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 16-10-2017
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Le polyuréthane thermoplastique à mémoire de forme est un matériau "intelligent", réactif, capable de répondre à un stimulus thermique en déployant de grandes déformations et de retrouver ensuite sa forme initiale lors d’un cycle thermomécanique. Cette réversibilité totale est possible sur plusieurs cycles. Afin de Dimensionner un composant à mémoire de forme dans un système mécanique, un modèle de simulation numérique thermo-viscoélastique en grandes déformations de l’effet mémoire de forme est proposé. L’identification des paramètres de ce modèle est réalisée sur la base d’essais thermomécaniques (analyse mécanique dynamique DMA, traction-relaxation en température, recouvrements libres et contraints). La loi de comportement ainsi formulée, qui découple la contrainte hyperélastique et la contrainte viscoélastique, est programmée dans le logiciel de simulation numérique Comsol Multiphysics. Les résultats de la simulation montrent une très bonne concordance avec la réponse expérimentale du matériau au cours de plusieurs cycles de mémoire de forme. Afin d'améliorer les performances mécaniques statiques et dynamiques du polymère à mémoire de forme du polyuréthane thermoplastique (TPU), nous proposons d’ajouter des faibles pourcentages de nanotubes de halloysite (HNT) en utilisant un processus d’extrusion à l'état fondu avec du polyuréthane thermoplastique. Ce processus a induit une répartition homogène et une bonne dispersion de nanotubes dans toute la matrice TPU. Les essais mécaniques en tension ont démontré que la force et le module des nanocomposites augmentaient de manière significative avec l'ajout de halloysites sans perte de ductilité. En outre, les tests de mémoire cyclique en grande souplesse ont montré que les propriétés de la mémoire de forme, principalement la vitesse de récupération, étaient également améliorées. Nous avons, finalement, étudié l'effet de l’ajout des nanotubes sur les paramètres mécaniques du modèle proposé.

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