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Analysis and performance enhancement of a series parallel offshore wind farm topology integrated into a HVDC grid

/ Zhang Haibo / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-12-2017
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L'exploitation de l'énergie éolienne loin des côtes, bien qu'abondante, dépend du transport de puissance en Courant Continu Haute Tension (HVDC) qui nécessite une sous-station placée sur une plateforme dédiée. Cette plate-forme offshore étant volumineuse, son cout d'installation est élevé et sa mise en œuvre est compliquée. Cette thèse s'intéresse à une topologie de ferme éolienne offshore DC qui transporte son énergie vers l'onshore sans utiliser de sous-station offshore. Ce type de Ferme Eolienne est appelé Ferme Eolienne Série Parallèle (SPWF). Il est composé de plusieurs grappes d'éoliennes interconnectées en série, de sorte que cette interconnexion engendre directement un niveau de tension adapté à la tension du réseau HVDC. Cependant, la connexion en série implique que la tension de chacune d'entre elle n'est plus constante. Un déséquilibré de production d'énergie conduit à des variations des tensions en sortie des éoliennes. Ces variations de tension peuvent engendrer des surtensions aux bornes d'une éolienne dans la grappe et l’endommagé. Une stratégie permettant de limiter la surtension d'éolienne est proposée et développée. Cette stratégie est d'abord validée dans un contexte de connexion point à point avec la prise en compte de la transmission HVDC basée sur des câbles DC et un Convertisseur Modulaire Multiniveaux (MMC) permettant de la connecté au réseau onshore. Dans un second temps, la ferme SPWF est intégrée dans des systèmes DC multi-terminaux (MTDC). Les résultats de simulation démontrent la faisabilité de la stratégie et montrent qu'aucune réduction de puissance n'est alors nécessaire pour limiter les tensions en sortie des éoliennes.

Développement de catalyseurs supportés pour la synthèse directe du méthylmercaptan à partir de CO/H2/H2S et CO2/H2/H2S

/ Salembier Hélori / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-12-2017
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La recherche dans le domaine de la chimie industrielle s’engage pour la mise en place de nouvelles stratégies de synthèse plus respectueuses de l’environnement. Le méthylmercaptan (CH3SH) est un précurseur de la méthionine, un acide aminé essentiel, dont la demande mondiale ne cesse de croitre. La synthèse du CH3SH est réalisée industriellement par réaction catalytique entre l’H2S et le méthanol, lui-même synthétisé à partir d’un mélange CO/H2, ce qui rend attractives les voies de synthèse directes à partir de CO/H2 et H2S ou encore CO2/H2 et H2S, permettant la valorisation et le recyclage du CO2 un coproduit de la réaction. Dans ce travail de thèse de nouveaux catalyseurs ont été développés en menant parallèlement une étude sur la nature et la quantification de la phase active des différents systèmes catalytiques mis au point. Une étude de la teneur en Mo, de l’effet de la calcination, de l’ajout de dopants cuivre et/ou zinc a été réalisée sur des catalyseurs de type K-Mo supportés sur alumine. L’utilisation d’autres supports oxydes permet d’améliorer sensiblement les performances catalytiques évaluées dans un micro-pilote travaillant dans des conditions préindustrielles. La mise en regard et confrontation des caractérisations par XPS, TEM, DRX et Raman des catalyseurs activés mettent en évidence, dans tous les systèmes catalytiques, la présence majoritaire d’une phase de type 1T-MoS2 lamellaire, intercalée par des ions potassium. La quantification de cette phase intercalée a permis de la corréler à la productivité en méthylmercaptan, démontrant ainsi que cette phase est la phase active des catalyseurs de synthèse directe du méthylmercaptan.

The phytoplankton community response(s) to global changes and their effect(s) on ecosystem functioning with a special focus on Phaeocystis spp, a harmful algae

/ Karasiewicz Stéphane / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-12-2017
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Les écosystèmes côtiers, interface entre terre et mer, sont soumis au changement climatique ainsi qu’à de fortes pressions anthropiques. Par conséquent, les eaux côtières sont sujettes à eutrophisation. Le phytoplancton demande une attention particulière dû à son rôle de producteur primaire des écosystèmes marins. Récemment, l’efflorescence des algues nuisibles est devenue mondialement, une inquiétude croissante. Le but de la thèse a été de décrire et de mesurer les réponses temporelles et les causalités de la structure de communauté phytoplanctonique sous impact des changements globaux, en présence d’une algue nuisible. Pour ce faire, le concept de niche écologique et une méthode statistique, ont été adaptés. Les "Within Outlying Mean Indexes" ont été proposés pour affiner l’analyse "Outlying Mean Index" en combinant ses propriétés avec la décomposition de la marginalité de l’analyse "K-select". Les dynamiques des sous-niches de la communauté d’espèce ont été étudiées dans des conditions environnementales d’ abondances basses (L) ou fortes (H) de Phaeocystis spp. Le sous-ensemble H était caractérisé par une large niche de Phaeocystis spp. ainsi qu’une forte diversité de diatomées. Dans le sous-ensemble L, Phaeocystis spp. a subit une forte contrainte biologique probablement induite par la compétition des diatomées pour les ressources. La relation diversité-productivité du phytoplancton s’est avérée plus forte à l’échelle saisonnière que sur le long-terme. Le déséquilibre des ressources n’a pas eu de lien direct avec la productivité à long terme. Le succès à long terme de l’espèce invasive et de son impact sur la productivité, est favorisé par une suite d’années froides avec des ressources élevées et déséquilibrées, augmentant le nombre de petites espèces de diatomées et donc son efflorescence. Enfin, je discute des améliorations méthodologiques, du potentiel d’utilisation de l’approche par traits, et d’éventuelles montages expérimentaux pour supporter les résultats de la thèse.

Étude du rôle des facteurs de transcription ETV4 et ETV1 de la famille ETS dans le processus tumoral de cancers hormono-dépendants : le cancer du sein, la progression métastatique du cancer de la prostate

/ Dumortier Mandy / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-12-2017
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Les facteurs ETV1, 4, 5 sont souvent associée au développement de cancers. Le 1èr projet porte sur ETV4 et MMP13 en tant que gène cible et relais potentiel de l’effet pro-tumorigène d’ETV4 dans la tumorigenèse mammaire. ETV4 est surexprimé dans le cancer du sein et est associé à un mauvais pronostic, mais les événements impliqués sont encore peu connus. ETV4 contrôle l’expression de nombreux gènes comme MMP13. Cette étude a permis de montrer que MMP13 est un gène cible d’ETV4. En effet, la surexpression de MMP13 contribue aux effets pro-tumorigène et l’inhibition de MMP13 dans un contexte de surexpression de ETV4 diminue son impact. Enfin, l’étude effectuée dans la cohorte de patiente associe la surexpression d’ETV4 et de MMP13 à un cancer de mauvais pronostic. Le 2ème projet porte sur l’implication d’ETV1 dans la progression métastatique du cancer de la prostate (CaP). Les fusions de gènes impliquant les facteurs ERG et ETV1 sont présentes dans ≈50% et 10% des cas respectivement, ETV1 est présent à 50% sous sa forme pleine longueur et à 50% sous une forme tronquée. Les études ne présageant pas de différences entre les fusions ERG et ETV1. Dans ce contexte, mon 2ème sujet d’étude porte sur la recherche de l’implication du facteur ETV1 (pleine longueur ou tronquée) dans la formation des métastases du CaP et la recherche de gènes cibles impliqués, le tout en comparaison avec les données sur ERG. Cette étude nous a permis de mettre en évidence une différence en terme d’agressivité entre les 2 formes d’ETV1 in vitro et in vivo. Cependant la fusion étant peut représentée, les résultats récolté dans la cohorte ne peuvent permettre de confirmer cette différence d’agressivité.

Cristaux phononiques accordables : applications aux composants pour les télécommunications

/ Vasseur Clément / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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Les cristaux phononiques sont des matériaux structurés périodiquement permettant le contrôle de la propagation d'ondes élastiques. Leurs propriétés sont définies dès leur conception et leur fabrication. L'objet de cette thèse est de conférer de l'agilité à ces structures. Dans ce cadre, deux types de cristaux phononiques piézoélectriques pilotés par des conditions électriques sont présentés. Ces deux cristaux phononiques réalisent la fonction de filtre coupe-bande accordable en fréquence en vue d'applications en tant que composant pour les télécommunications. Le caractère périodique de ces cristaux phononiques est uniquement dû à la périodicité des électrodes déposées à la surface du substrat. La première géométrie permet de générer des ondes de Lamb à une fréquence de l'ordre du mégahertz. Un modèle analytique est développé et met en évidence une Bande Interdite électrique due à la discontinuité du champ électrique le long du réseau, et dépendante des conditions électriques choisies. Les résultats analytiques sont comparés avec succès à ceux de calculs par éléments finis. Des mesures vibratoires ont permis d'identifier les modes excités dans le dispositif expérimental. Les mesures du potentiel électrique en transmission ont mis en évidence la Bande Interdite générée par le cristal phononique. La seconde géométrie permet de générer des ondes de surface à une fréquence de l'ordre de la centaine de mégahertz. Des calculs par éléments finis montrent de nouveau une Bande Interdite électrique due à l'alternance du champ électrique et dépendante des conditions électriques, pouvant donner lieu à des composants Radio Fréquence accordables.

Apport de la spectroscopie Raman à l’étude des mécanismes de stabilisation des protéines par les disaccharides et cyclodextrines

/ Starciuc Tatiana / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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L’utilisation fréquente de biomédicaments, composés principalement de protéines recombinantes, nécessite de développer les outils qui permettent de stabiliser les protéines. La lyophilisation est une technique couramment utilisée, dans domaine pharmaceutique, afin de convertir une formulation de protéine de l’état liquide à l’état sec, assurant ainsi une meilleure stabilité à la protéine. Une première partie de cette thèse a consisté à détailler, à l’échelle moléculaire, les mécanismes de bio-préservation des disaccharides pendant une procédure de lyophilisation, et comment une faible quantité de glycérol pouvait exacerber les propriétés bioprotectrices des disaccharides. L’analyse in-situ par imagerie Raman des trois étapes d’un cycle de lyophilisation a révélé que l’efficacité bioprotectrice résultait de la combinaison de propriétés physiques liées à la capacité du disaccharide de former un verre (valeur de Tg) et à celle de former un réseau de liaisons hydrogène rigide, caractérisé par des temps de vie des liaisons plus longs. Une seconde partie a été consacrée à l’étude d’un certain type de dérivé de β-cyclodextrines, qui sont des molécules permettant à la fois la libération contrôlée de molécules et d’inhiber des phénomènes d’agrégation. Les analyses Raman de la dénaturation chaude du lysozyme en présence de la HPβCD ont révélé des phénomènes originaux, en particulier un effet déstabilisateur ou stabilisateur suivant une vitesse de chauffe plus ou moins rapide de la solution. Cet effet cinétique a été relié à la capacité de la cyclodextrine à complexer les résidus de la protéine plus ou moins favorisée suivant la vitesse de chauffage.

Development of multidimensional spectral data processing procedures for analysis of composition and mixing state of aerosol particles by Raman and FTIR spectroscopy

/ Siepka Damian / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Katolicki uniwersytet lubelski Jana Pawła II / 20-12-2017
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Les méthodologies de traitement de données multidimensionnelles peuvent considérablement améliorer la connaissance des échantillons. Les techniques spectroscopiques permettent l’analyse moléculaire avancée d’échantillons variés et complexes. La combinaison des techniques spectroscopiques aux méthodes de chimiométrie trouve des applications dans de nombreux domaines. Les particules atmosphériques affectent la qualité de l’air, la santé humaine, les écosystèmes et jouent un rôle important dans le processus de changement climatique. L’objectif de cette thèse a été de développer des outils de chimiométrie, simples d’utilisation, permettant de traiter un grand nombre de données spectrales provenant de l’analyse d’échantillons complexes par microspectrométrie Raman (RMS) et spectroscopie d’absorption IRTF. Dans un premier temps, nous avons développé une méthodologie combinant les méthodes de résolution de courbes et d’analyse multivariée afin de déterminer la composition chimique d’échantillons de particules analysées par RMS. Cette méthode appliquée à l’analyse de particules collectées dans les mines en Bolivie, a ouvert une nouvelle voie de description des échantillons. Dans un second temps, nous avons conçu un logiciel facilement accessible pour le traitement des données IRTF et Raman. Ce logiciel inclue plusieurs algorithmes de prétraitement ainsi que les méthodes d’analyse multivariées adaptées à la spectroscopie vibrationnelle. Il a été appliqué avec succès pour le traitement de données spectrales enregistrées pour divers échantillons (particules de mines de charbon, particules biogéniques, pigments organiques).

Histoire évolutive et patrons de sélection d’un gène codant un peptide antimicrobien chez deux annélides extrémophiles : le ver côtier Capitella capitata et le ver hydrothermal Alvinella pompejana

/ Papot Claire / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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Les peptides antimicrobiens (PAMs) font partie intégrante du système immunitaire inné de la plupart des organismes en constituant une première ligne de défense contre un large éventail d'agents pathogènes et peuvent également être impliqués dans le contrôle et/ou le confinement de la microflore symbiotique. Le but de cette thèse était d'étudier l'évolution moléculaire de deux gènes codant pour deux précurseurs protéiques de PAMs (preprocapitellacine et preproalvinellacine) caractérisés chez deux annélides extrémophiles : le ver côtier Capitella spp (Cc) et le ver hydrothermal Alvinella pompejana (Ap). Ces précurseurs à partir desquels sont maturés les PAM présentent une structure typique des protéines à BRICHOS: un peptide signal, une propiece, un domaine chaperon BRICHOS et un peptide en épingle à cheveux beta (ici le PAM). Les résultats ont montrés que le même type de mécanismes pourrait co-exister entre les deux taxons annélides étudiés pour promouvoir et maintenir la diversité génétique des deux effecteurs immunitaires dans les différents domaines des précurseurs protéiques (duplication, recombinaison, sélection positive, introgression). Une différence majeure peut être mise en évidence dans la région du PAM qui est monomorphe (sélection purifiante) pour Ap et polymorphe pour Cc. Ceci serait dû à l'absolue nécessité de cultiver une communauté épibiotique hautement spécialisée et obligatoire pour le ver hydrothermal malgré des conditions abiotiques très fluctuantes alors que les espèces côtières de Capitella spp évoluent dans un environnement pathogène dans lequel la diversification de l'arsenal immunitaire constitue un avantage pour renforcer leur potentiel défensif.

Étude expérimentale et in situ du mécanisme de transformation perovskite / post-perovskite et de sa cinétique dans le manteau terrestre

/ Langrand Christopher / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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Aux conditions de pression et température de la couche D'', située à 2700 km de profondeur sous la surface terrestre, la Bridgmanite (Pv), le minéral le plus abondant dans le manteau profond, se transforme en sa phase de haute pression, (Mg,Fe)SiO3 post-perovskite (pPv). Cette transformation de phase est souvent évoquée pour expliquer les différentes anomalies et discontinuités des ondes sismiques au sein de la couche D''. Toutefois, nous manquons d'information sur les détails de cette transformation. L'objectif de cette thèse fut d'améliorer notre compréhension du mécanisme de transformation Pv / pPv et d'en étudier la cinétique. Pour cela, j'ai utilisé la cristallographie multigrains, une méthode qui permet de caractériser des centaines de cristaux in situ dans un matériau polycristallin. Le manuscrit commence par une démonstration de la fiabilité de cette méthode pour des expériences aux conditions extrêmes de pression. Je décris ensuite l'étude expérimentale du mécanisme de transformation Pv/pPv avec l'analogue structural NaCoF3. Je trouve que ce mécanisme est martensitique pour le sens Pv vers pPv et reconstructif au retour. Je discute également leurs impacts sur la microstructure au sein de la couche D''. Par la suite, je présente l'étude cinétique de cette transformation dans la composition (Mg0,86,Fe0,14)SiO3 et j'extrapole nos données afin de contraindre la dynamique et la cinétique de cette transformation aux conditions P/T de la couche D'', en tenant compte de la pression, de la température, et de la taille de grains.

Caractérisations de composants et Conceptions de circuits à base d’une filière émergente AlN/GaN pour applications de puissance en gamme d’ondes millimétriques

/ Kabouche Riad / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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La technologie Nitrure de Gallium s’impose actuellement comme le candidat idéal pour les applications de forte Puissance en gamme d’ondes millimétriques. Les caractéristiques de ce matériau le prédisposent à un fonctionnement à haute tension sans sacrifier la montée en fréquence, illustrées par son champ de claquage et sa vitesse de saturation des électrons élevés. Ces travaux de recherche s’inscrivent, dans un premier temps, dans le développement d’un banc de mesures permettant la caractérisation « grand signal », dite LoadPull dans la bande Ka et Q, en mode continu et impulsionnel de cette technologie émergente. En effet, la forte densité de puissance qu’est capable de générer la technologie GaN a rendu le développement de ce banc indispensable et relativement unique. Par ailleurs, cette étude s’est focalisée, dans la caractérisation de plusieurs filières innovantes qui ont mis en évidence des performances à l’état de l’art, avec un rendement en puissance ajoutée PAE de 46.3% associée à une densité de puissance de 4.5W/mm obtenue pour une fréquence d’opération de 40 GHz en mode continu. Enfin, ces travaux de thèse ont permis de générer la conception et la réalisation de deux amplificateurs de puissance en technologie GaN sur substrat silicium (basée sur la filière industrielle OMMIC) en bande Ka, représentant la finalité d’une démarche cohérente de l’étude de transistors en technologie GaN à la réalisation de circuits de type MMIC. Ces deux amplificateurs ont été conçus pour des objectifs biens précis : combiner puissance élevée et rendement PAE élevé et repousser les limites en termes de largeur de bande.

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