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Élucidation des processus de lignification par la stratégie du rapporteur chimique alliée à la microscopie confocale en fluorescence et à la résonance paramagnétique électronique

/ Simon Clémence / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 23-10-2019
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La lignine est un polymère polyphénolique présent au niveau de la paroi végétale, qui forme avec la cellulose la biomasse lignocellulosique. Cette dernière est impliquée dans de nombreux processus industriels (biocarburant, pâte à papier, etc.). Une meilleure compréhension de sa biosynthèse est donc nécessaire pour améliorer la valorisation de la biomasse. La lignine est composée de trois principaux monomères appelés monolignols (H, G et S) qui sont assemblés par un couplage radicalaire initié par des laccases et/ou peroxydases lors de la lignification. L’émergence récente de la stratégie du rapporteur chimique bioorthogonal apparait comme une technique idéale pour étudier les processus de lignification. Dans cette stratégie, un analogue de la biomolécule d’intérêt modifié avec une étiquette chimique biocompatible est incorporé dans la biomacromolécule cible via les voies métaboliques. Il est ensuite couplé à une sonde grâce à une réaction chimique bioorthogonale pour être détecté. Ces travaux de thèse présentent le développement d’outils chimiques basés sur la stratégie du rapporteur chimique afin d’étudier les processus de lignification. Une stratégie inédite de triple marquage a été mise au point pour étudier la dynamique de lignification dans la paroi végétale par microscopie confocale de fluorescence. Des analogues portant des groupements méthylcyclopropène, azoture, et alcyne ont été conçus pour chaque monolignol (S, H et G respectivement) et ont été incorporés simultanément dans la lignine de novo. Ces analogues ont ensuite été liés sélectivement à un fluorophore par des réactions de ligation bioorthogonale spécifiques lors d’un triple marquage séquentiel (DAinv, SPAAC et CuAAC respectivement). La microscopie confocale de fluorescence a permis de visualiser leur incorporation différentielle dans la lignine et d’obtenir des informations sur la dynamique de lignification chez différents systèmes végétaux (sections de tiges et de racines, tiges entières, etc.) et chez différentes espèces végétales (lin, Arabidopsis thaliana, peuplier, etc.). De plus, le triple marquage a pu être réalisé avec deux types de biomolécules pour visualiser la biosynthèse simultanée de la lignine avec des polysaccharides non cellulosiques. Un second axe de recherche novateur a été initié afin de valider l’incorporation métabolique d’un analogue de monolignol dans les tissus végétaux et sa détection à l’aide d’une sonde radicalaire par spectroscopie de résonance paramagnétique électronique. Cette nouvelle méthodologie pourra à terme fournir des informations sur la structure, la concentration et l’environnement de la sonde incorporée détectant spécifiquement la lignine de novo.

On the performance of subsystem approaches to model heavy element species in solution

/ Bouchafra Yassine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-09-2019
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Afin de comprendre les mesures spectroscopiques, il est d'une grande importance de comprendre les processus physiques au niveau microscopique à cause du rôle des électrons (et des noyaux) dans le système. Le traitement de ces particules nécessite, au moins, un niveau de mécanique quantique pour le système d'intérêt. La présence des éléments lourds dans le système aggrave la situation à cause de l'obligation de tenir en compte, en plus du grand nombre de particules, les effets relativistes. Après un premier chapitre sur les différentes méthodes théorique, le second chapitre explore les méthodes d'embedding qui peuvent apporter des solution dans le cas où un traitement quantique pour tout le système est demandé. La suite de ce travail concentre sur l'exploration de la performance de la méthode Frozen Density Embedding dans la description des propriétés électroniques (Potentiels d'ionisation des halogénures solvatés ) dans les chapitres 3 et 4 et des propriétés magnétiques (Écrantage RMN et couplage J) dans le chapitre 5.

Identification de nouveaux déterminants génétiques de la tolérance au gel chez Pisum sativum

/ Beji Sana / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-03-2019
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Chez le pois (Pisum sativum L.) la tolérance au gel est contrôlée par un nombre relativement restreint de loci quantitatifs (QTL, Quantitative Trait loci) mis en évidence par analyse de liaison dans des populations biparentales de cartographie. Le développement récent de SNP en grand nombre et d'outils de génotypage à haut débit offre la possibilité d’approfondir les études du déterminisme génétique responsables de la variation phénotypique du caractère d’intérêt. Au cours de cette thèse, nous avons étudié le déterminisme génétique de la tolérance au gel chez le pois par deux approches de génétique quantitative à savoir la cartographie de QTL par analyse de liaison, et la génétique d'association ou GWAS (Genome Wide Association Study). Une re-détection de QTL de tolérance au gel a été réalisée sur un sous-ensemble de 76 lignées recombinantes (RILs, Recombinant Inbred Lines) issues de la population Champagne x Térèse (Pop2,164 RILs) avec 6486 marqueurs. L’analyse a permis de préciser l'intervalle de confiance des QTL détectés précédemment et d’identifier des marqueurs utilisables pour la cartographie fine. Une cartographie fine de l’un des principaux QTL préalablement identifié (WFD6.1), a été réalisée en utilisant un matériel quasi-isogénique (NILs, Near Isogenic Lines) à ce QTL, dont la création par rétrocroisements assistés par marqueurs avait été préalablement initiée. Les NILs étudiées ont montré un faible taux de recombinaison au niveau du locus ciblé, ce qui a réduit la résolution de la cartographie fine. En parallèle, une analyse de génétique d’association, à partir d’une collection de 365 accessions de pois génotypés avec 11366 marqueurs SNP, a permis d’identifier 62 marqueurs en association significative avec la tolérance au gel. Ces résultats ont confirmé 3 QTL déjà détectés par analyse de liaison, dans de multiples environnements, sur les groupes de liaison (LG, Linkage Groups) III, V et VI. Ils ont également permis d'identifier un nouveau locus sur le LG II et deux loci sur les LGs I et VII, qui n'avaient auparavant été détectés que dans un seul environnement. De plus, nous avons identifié des haplotypes favorables à la tolérance au gel ainsi que les accessions représentatives de ces haplotypes. L’annotation des marqueurs candidats a permis d’identifier 50 gènes sous-jacents aux loci détectés par GWAS et ceux qui sont en déséquilibre de liaison fort (DL (r2) > 0.8) avec les marqueurs significatifs en GWAS. Parmi ces gènes, un CBF (C-repeat Binding Factor), situé sur le groupe de liaison VI au niveau du QTL WFD6.1 a été identifié. En nous basant sur la synténie avec Medicago truncatula, nous avons émis l’hypothèse qu’il existerait un cluster de gènes CBF à cet endroit. Par conséquent, nous avons construit deux banques BAC (Bacterial Artificial Chromosome) à partir de l'ADN de Champagne et Térèse qui présentent des niveaux contrastés de tolérance au gel. Ces banques ont été criblées par des marqueurs dessinés sur les séquences des gènes CBF repérées dans le génome de référence Caméor. Les clones BAC porteurs des marqueurs cibles ont été ensuite séquencées par la technologie de séquençage PacBio®. La caractérisation des séquences obtenues fait partie des perspectives de ce travail.

Clinical laboratory optimization

/ Faramarzi Oghani Sohrab / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-12-2018
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Cette thèse porte sur l'optimisation de la conception et des décisions opérationnelles des laboratoires d'analyses médicales. Dans cette thèse, un outil d'aide à la décision comprenant des modèles mathématiques, un algorithme heuristique et un modèle de simulation personnalisé est développé pour aider les décideurs à résoudre les principaux problèmes stratégiques, tactiques et opérationnels en conception et gestion des opérations des laboratoires d'analyses médicales. Dans cette thèse, la sélection des machines et la disposition des instruments sont étudiées en tant que principaux problèmes stratégiques, le problème de configuration des analyseurs en tant que problème tactique et l’affectation, l’aliquotage et l'ordonnancement en tant que principaux problèmes opérationnels. Un modèle de simulation personnalisé et flexible est développé dans FlexSim pour étudier le laboratoire d'analyse médicale conçu à l'aide des résultats de modèles mathématiques et d'un algorithme de layout développés. Le modèle de simulation aide le concepteur à construire et à analyser un laboratoire complet en tenant compte de toutes les principales caractéristiques du système. Cet attribut de simulation permet d'analyser le comportement du système et de déterminer si le système conçu est efficace. Pour vérifier la validité du cadre proposé, les données extraites d’un cas réel sont utilisées. Les résultats de sortie scellent l'applicabilité et l'efficacité du cadre proposé ainsi que la compétence des techniques proposées pour traiter chaque problème d'optimisation. À notre connaissance, cette thèse est l’une des principales études sur l’optimisation des laboratoires d'analyses médicales.

Oxydation sélective et préférentielle du sulfure d'hydrogène par bouclage chimique

/ Kane Tanushree / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-12-2018
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Le gaz naturel et le biogaz contiennent du H2S qui doit être éliminé avant toute utilisation. Cela se fait généralement par adsorption, par la récupération de H2S et par conversion en soufre élémentaire dans des procédés de type Claus. L'oxydation sélective catalytique de H2S par O2 est une alternative, mais les catalyseurs subissent une désactivation en raison de l'accumulation d'espèces soufrées et le mélange H2S/O2 nuit à la sélectivité. De plus, cela ne peut pas être fait en présence de l'hydrocarbure pour des raisons de sécurité. Un procédé innovant d'oxydation sélective de H2S en bouclage chimique est proposé dans lequel la réaction se déroule en deux étapes : la réduction d’un solide porteur d’oxygène par H2S avec formation de S élémentaire et la régénération du porteur par O2.Il est démontré que V2O5 est une phase active prometteuse pour ce procédé. Parmi plusieurs supports testés, le TiO2 et le SiO2 s’avèrent les plus adéquats et il est montré que les matériaux de faible surface doivent être privilégiés. L'effet de la teneur en V2O5 sur le support de TiO2 est étudié et il est montré que la distribution optimale de phase active est atteinte lorsque l'équivalent de 2 monocouches de V2O5 est présent. L’étude de la réactivité de ce porteur montre qu’un équilibre optimal entre V3+, V4+ et V5+ est nécessaire. La présence d'espèces V4+ favorise la réactivité, mais seule la réduction d'espèces V5+ à V4+ est sélective, la réduction en V3+ entraînant la formation de SO2. Ce procédé est insensible à la présence de méthane, ouvrant la voie à la purification du biogaz ou du gaz naturel sans nécessiter de séparation préalable du H2S.

A multiscale approach applied to oxidative heterogeneous catalysis on highly dispersed Pt/Al2O3

/ Sangnier Alexis / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-11-2018
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L’objectif de ces travaux réside dans une meilleure compréhension de la catalyse d’oxydation sur un catalyseur Pt/γ-Al2O3 hautement dispersé. La thématique est porteuse dans les domaines de la catalyse de dépollution, de l’oxidation sélective des hydrocarbrures ainsi que du développement des piles à combustible. Des phénomènes d’adsorption et d’oxydation ont été étudiés suivant une approche multi-échelle. L’évaluation de phénomènes isolés a été réalisées expérimentalement par désorption et réaction en température programmée, couplée à des analyses de spectrométrie de masse, de FTIR operando ainsi que microGC. La modélisation moléculaire ab initio a été utilisée afin de comprendre le comportement microscopique de l’interaction adsorbat/catalyseur/support lors de ces réactions. Les données thermodynamiques extraites ont été intégrées à des modèles micro-cinétiques détaillés, et ont permis de comparer les expériences simulées et réelles. Trois systèmes ont été explorés en détail : (i) l’adsorption dissociative de O2 en oxygène atomique, (ii) l’adsorption de monoxyde de carbone et (iii) son oxidation en CO2. L’impact de la structuration du catalyseur a été discuté par rapport aux surfaces idéales telles que Pt(111). L’oxydation d’hydrocarbures légers tels que le méthanol et le propène ont fait l’objet d’une étude préliminaire. Un générateur de réactions de surface a été spécialement développés pour automatiser la génération exhaustive de réactions de surface concernant l’oxydation des hydrocarbures.

Micro et nanoanalyses des microfossiles du Protérozoïque et de tapis microbiens fossiles

/ Fadel Alexandre / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 29-06-2018
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L’étude de la matière organique des microfossiles et tapis microbiens préservés dans les roches précambriennes est cruciale pour comprendre l’évolution de la vie précambrienne. Des techniques de spectroscopie ont été utilisées pour contraindre la nature biologique de ces microstructures organiques. Mais elles n’offrent pas la possibilité d’accéder aux informations moléculaires complexes. La spectroscopie de masse à temps de vol (ToF SIMS), permet d’accéder à ce type d’information, mais elle n’a encore jamais été appliquée avec succès sur des (micro)fossiles précambriens. Un premier aspect de ce travail a été la mise au point d’une préparation de tranches épaisses de roches sans résine et contamination organique. Elle permet d’effectuer des observations optiques de microstructures organiques, des nettoyages avec solvants organiques, et surtout des analyses ToF SIMS. Les structures moléculaires préservés dans des tapis microbiens fossiles d’âge kimméridgien (Orbagnoux, France) et archéen (Strelley Pool formation, Australie) ont été caractérisées à l’échelle micrométrique. L’examen des données ToF SIMS a permis de mettre en évidence la présence des hétérogénéités et de renseigner les caractères aliphatiques et aromatiques des matières organiques. Un second aspect de ce travail était la caractérisation à micro- et nanoéchelle de deux assemblages de microfossiles du Précambrien. L’étude de l’assemblage de microfossiles de la formation de Draken (700-800 millions d’années) a permis de documenter des structures organiques encore jamais rapportées et provenant de cyanobactéries filamenteuses, coccoïdes, et d’eucaryotes. L’étude des roches de Turee Creek group (2,3 milliards d’années) a permis de caractériser des microfossiles qui porte une signature d’oxydation microbienne du fer.

De la pertinence du comprehensive income : approche par la value relevance

/ Mesri Leila / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-06-2018
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Au regard des exigences de transparence et de comparabilité des états financiers, l’évaluation traditionnelle du résultat ne satisfait plus ; elle se voit amendée d’autres composantes estimées essentiellement en valeur de marché pour obtenir le comprehensive income (CI). Le CI, « état de la performance globale » de l’IAS 1 révisée (IAS 1R), fait apparaitre distinctement le résultat net et les other comprehensive income afin de mieux répondre aux besoins d'information financière et aider les groupes d’utilisateurs dans leur prise de décision. Dans ce contexte, la présente recherche se propose d’étudier la valorisation boursière du CI, rendu obligatoire pour les entreprises présentant leurs comptes en IFRS depuis 2009. Les tests empiriques ont porté sur un échantillon d’entreprises françaises cotées au SBF 120 observées sur la période pré IAS 1R (2004-2009) et post IAS 1R (2009-2013) en utilisant les régressions de panel. Les résultats indiquent que les deux mesures de résultats (traditionnel et CI) sont value relevant et donc apportent de l'information pertinente pour apprécier les cours et les rentabilités boursiers. Par ailleurs, les other comprehensive income agrégés semblent valorisés par le marché et fournissent des informations additionnelles par rapport au résultat net. Enfin il semble que la value relevance du CI s’est améliorée de manière significative après l’application de la norme IAS 1R. Ces résultats suggèrent que les éléments de la performance financière sont pris en compte positivement par les utilisateurs de l’information financière lorsqu’ils sont clairement publiés et confortent le normalisateur dans son exigence de transparence dans la diffusion du CI.

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.

La convergence des productivités : comparaison entre la zone euro et les autres pays de l’OCDE

/ Dakouo Cyprien / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-06-2017
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L’objectif de réduction des écarts de niveaux de vie entre les pays membres de l’Union Monétaire Européenne nécessite la convergence des productivités entre les économies. Notre contribution est de comparer la dynamique sur longue période des Productivités Globales des Facteurs (PGF) des pays de la zone euro à celles d’un ensemble de pays dénommé "autres OCDE". Cet objectif général est subordonné à deux autres plus spécifiques : 1) Analyser les gains de productivité par une approche paramétrique des frontières de production afin d’examiner la sigma-convergence des PGF des deux zones. 2) Etudier les évolutions des inefficacités productives sous-jacentes aux dynamiques de la PGF en s’appuyant sur un modèle d’activités non paramétrique. Nous étudions les évolutions de 11 pays de la zone euro et de 11 pays « autres OCDE entre 1965 et 2015. Nos résultats montrent que la zone euro connait un meilleur taux de croissance tendanciel de la PGF que celui des autres pays de l’OCDE ; bien que les niveaux de productivité de ceux-ci soient plus élevés. Par ailleurs, les variations des inefficacités productives attestent l’existence d’un rattrapage technologique au sein de chaque zone. Ce phénomène se fait non pas vers la frontière mais en dessous de celle-ci. De plus, la réduction des inefficacités structurelles entre le milieu des années 1970 et le début des années 2000 témoignent d’une homogénéisation des mixes d’output/inputs entre les pays membres. La convergence conditionnelle aux variables monétaires budgétaires et réelles conduit à des résultats différents suivant qu’il s’agit du processus de rattrapage technique ou de celui de la convergence structurelle. Toutefois au début des années 2000, un mouvement de divergence s’installe entre les pays de l’Euroland et s’accentue à partir de 2008-2009.

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