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Influence de la tranchée sur les chaussées en milieu urbain : Analyse des données d’une expérimentation à grande échelle

/ Aljr Hasan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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La tranchée constitue une cause majeure de dégradation des voiries urbaines. Elle influence considérablement la durée de service de ces voiries. Le présent travail vise à étudier à travers une expérimentation à grande échelle l’influence de la tranchée sur la chaussée. Il a été réalisé dans le cadre d’une collaboration entre la Métropole Européenne de Lille, le Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement et Eurovia. Il comporte quatre parties. La première comporte une synthèse bibliographique sur l’influence de la tranchée sur la structure de la chaussée et sa durée de service ainsi que sur son impact économique. La seconde partie concerne l’analyse du fonctionnement du système d’instrumentation qui a été utilisée pour le suivi du comportement de la chaussée et de la tranchée construites à l’entrée du campus de Lille1. La troisième partie consiste dans l’évaluation de l’état structurel de la chaussée et de la tranchée à l’aide des essais de déflexion. La dernière présente une analyse des réponses de la chaussée et de la tranchée sous l’effet du trafic et l’influence de la température sur ces réponses.

Etude des relations élaboration, morphologie et comportement mécanique de mélanges et (nano)composites à base d’amidon

/ Vanmarcke Audrey / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2017
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L’amidon, de par son faible coût et son abondance, est un candidat de choix dans le développement de nouveaux biopolymères. Cependant, les propriétés mécaniques de l’amidon thermoplastique (TPS) étant inférieures à celles des polymères pétro-sourcés, il est très souvent mélangé à une polyoléfine (PO) résultant en un mélange incompatible dont la morphologie doit être optimisée. L’objectif de cette étude est d’améliorer la compatibilité de mélanges PO/TPS en modulant les propriétés de l’interface via l’utilisation de polyoléfines de polarité différente d’une part, et d’autre part, par l’ajout de nanocharges à l’interface du mélange. Le suivi de l’évolution de la structure des mélanges par SAXS lors d’essais de traction in situ a montré que les premiers signes de décohésion apparaissent pour des taux de déformation plus élevés lorsque le TPS est mélangé avec une PO plus polaire, indiquant l’existence d’une meilleure interface. Des nanocharges de carbonate de calcium (CaCO3) de polarité différente ont ensuite été ajoutées aux mélanges. Selon leur polarité, les CaCO3 peuvent être localisées à l’interface ou dans la phase dispersée amylacée donnant lieu à une réduction ou à une augmentation de sa taille selon la nature de la PO. L’étude du comportement mécanique a montré une augmentation des contraintes avec la PO la plus polaire indépendamment de la localisation des CaCO3 dans le mélange. Ceci met en évidence le fait qu’une compatibilisation par ajout de nanocharges ne nécessite pas uniquement de contrôler la dispersion pour les placer à l’interface du mélange, il faut également prendre en compte les propriétés intrinsèques de chaque composant.

Heterogeneous cluster computing for many-task exact optimization : application to permutation problems

/ Gmys Jan / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Mons / 19-12-2017
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L'algorithme Branch-and-Bound (B&B) est une méthode de recherche arborescente fréquemment utilisé pour la résolution exacte de problèmes d'optimisation combinatoire (POC). Néanmoins, seules des petites instances peuvent être effectivement résolues sur une machine séquentielle, le nombre de sous-problèmes à évaluer étant souvent très grand. Visant la resolution de POC de grande taille, nous réexaminons la conception et l'implémentation d'algorithmes B&B massivement parallèles sur de larges plateformes hétérogènes de calcul, intégrant des processeurs multi-coeurs, many-cores et et processeurs graphiques (GPUs). Pour une représentation compacte en mémoire des sous-problèmes une structure de données originale (IVM), dédiée aux problèmes de permutation est utilisée. En raison de la forte irrégularité de l'arbre de recherche, l'équilibrage de charge dynamique entre processus d'exploration parallèles occupe une place centrale dans cette thèse. Basés sur un encodage compact de l'espace de recherche sous forme d'intervalles, des stratégies de vol de tâches sont proposées pour processeurs multi-core et GPU, ainsi une approche hiérarchique pour l'équilibrage de charge dans les systèmes multi-GPU et multi-CPU à mémoire distribuée. Trois problèmes d'optimisation définis sur l'ensemble des permutations, le problème d'ordonnancement Flow-Shop (FSP), d'affectation quadratique (QAP) et le problème des n-dames sont utilisés comme cas d'étude. La resolution en 9 heures d'une instance du FSP dont le temps de résolution séquentiel est estimé à 22 ans demontre la capacité de passage à l'échelle des algorithmes proposés sur une grappe de calcul composé de 36 GPUs.

Compatibilization of PMMA/PS blends by nanoparticles and block copolymers: effect on morphology and interfacial relaxation phenomena

/ Genoyer Julie / Université Lille1 - Sciences et Technologies, École de technologie supérieure (Montréal, Canada) / 19-12-2017
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Ces travaux de thèse présentent une étude du mécanisme de compatibilisation induit par des nanoparticules d’argile dans les mélanges de polymères en utilisant la rhéologie. Pour cela, de la montmorillonite, la laponite et l’halloysite, modifiées ou non, ont été ajoutées à des mélanges PMMA/PS. Les résultats de rhéologie linéaire en cisaillement ont montré que le mécanisme de compatibilisation, particulièrement le phénomène de coalescence, dépendait beaucoup de la localisation des nanoparticules. La montmorillonite modifiée, présente à l’interface entre les polymères, est la plus efficace à inhiber la coalescence et est aussi efficace qu’un copolymère à bloc de haute masse molaire. Ceci est particulièrement intéressant car les nanoparticules d’argile représentent un coût moindre comparé aux copolymères à bloc. Dans ces travaux, une attention spéciale a été portée aux relaxations présentes dans les mélanges. En utilisant la rhéologie linéaire en cisaillement, un effet Marangoni a été mis en évidence pour la première fois dans le cas de nanoparticules d’argile modifiées présentes à l’interface. Enfin, les mélanges soumis à un flux élongationnel puis relaxation ont montré que la relaxation des gouttes de phase dispersée après une importante déformation était plus rapide par ajout d’argiles dispersées dans la matrice et ralentie par des argiles mieux dispersées soit à l’interface, soit dans l’ensemble du mélange.

Histoire évolutive de deux espèces d’amphibiens pionnières, le Pélodyte ponctué et le Crapaud calamite, en milieu fortement anthropisé

/ Faucher Leslie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2017
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La perte et la fragmentation des habitats générées par les activités humaines érodent la diversité génétique intra-spécifique, entrainant l’extinction de populations chez de nombreuses espèces. Paradoxalement, des habitats artificiels comme les terrils du nord de la France favorisent l’installation de populations sauvages. Néanmoins leur localisation au sein d’un paysage très anthropisé interroge sur la pérennité des populations qu’ils hébergent. Cette étude visait à étudier la diversité génétique neutre des populations de Bufo calamita et Pelodytes punctatus, deux espèces d’amphibiens établies dans le bassin houiller et dans des habitats littoraux plus sauvages. Des approches de génétique des populations ont permis de décrire les effets de différents processus micro-évolutifs sur les niveaux de diversité génétique, depuis le processus biogéographique de colonisation des terrils jusqu’au régime d’appariement dans une population, en passant par une analyse multi-espèces de la connectivité paysagère. Les populations de B. calamita du bassin houiller présentent de forts niveaux de diversité génétique pouvant résulter d’introductions d’individus de diverses localités. Toutefois, dans le bassin houiller, une forte différenciation génétique s’observe chez les deux espèces. Cela s’explique au moins en partie par la présence de barrières aux flux de gènes entre populations qui, à long terme, pourrait compromettre le maintien des populations. Enfin, le succès reproducteur inégal des mâles de B. calamita, qui pourrait induire des baisses de niveau diversité génétique intra-population, semble associé à une compétition entre mâles et implique plusieurs stratégies d’appariements.

Study on multi-layer "aerosol" situations and of "aerosol-cloud" interactions

/ Deaconu Lucia-Timea / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2017
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Le premier objectif de cette étude est d’analyser la cohérence entre les restitutions d’aérosols au-dessus des nuages (AAC) réalisées à partir de mesures spatiales passive et active. Nous avons considéré la méthode basée sur les mesures polarisées de POLDER, la méthode développée pour le lidar spatial CALIOP et la méthode basée sur le rapport de dépolarisation CALIOP (DRM), pour laquelle nous proposons une version calibrée. Nos analyses régionale et pluriannuelle globale mettent en évidence un bon accord statistique entre les restitutions DRM et POLDER AOT (R2=0,68 - échelle globale), qui donne confiance dans notre capacité à mesurer les propriétés de l'AAC. Des différences se produisent lors du contact entre les couches d'aérosols et de nuages. La méthode opérationnelle de CALIOP sous-estime l’AOT, comparé aux deux autres méthodes. Le second objectif est d'étudier l'impact des aérosols sur les propriétés des nuages et leur forçage radiatif, sur l'océan Atlantique Sud. Nous avons considéré une synergie entre les restitutions CALIOP et POLDER avec des paramètres météorologiques colocalisés. Nous réalisons des calculs de transfert radiatif dans les domaines visible et infrarouge, et analysons l'effet de la charge en aérosol sur les propriétés des nuages et la météorologie. Nous avons trouvé que les aérosols et le contenu en vapeur d’eau pourraient impacter la convection des nuages. Nos résultats montrent que sous de fortes charges de AAC, les nuages deviennent optiquement plus épais, avec une augmentation du contenu en eau liquide de 20 g.m-2 et des altitudes plus basses du sommet du nuage (~200 m); indiquant un potentiel effet semi-direct des aérosols au-dessus des nuages.

Simulation numérique de l'écoulement tridimensionnel d'une résine dans une préforme stratifiée pour les procédés Liquid Composite Molding (LCM) par des éléments finis coques multicouches

/ Chebil Naziha / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2017
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Dans cette étude, une nouvelle approche numérique intitulée modèle de fuite multicouche a été développée permettant la simulation efficace par des éléments coques 2D multicouches de la nature tridimensionnelle de l’écoulement dans des préformes multicouches pourvues ou non d’un drainant et caractérisées par un fort gradient d’anisotropie le long de l’épaisseur. La convergence de l’approche développée a été démontrée via une comparaison avec un modèle 2D dans le plan xz. L’efficacité du modèle de fuite vis-à-vis du modèle 3D a été quantifiée. L’intérêt de la nouvelle approche numérique a été révélé via des problèmes à échelle industriel à savoir l’optimisation de la stratégie de dépôt de drainant dans un raidisseur en Hi-Tape, la simulation de remplissage d’une coque de bateau pendant le procédé VARTM et l’étude de l’écoulement dans un stratifié NCF.

Caractérisation des propriétés physiologiques associées aux cellules détachées de biofilms et étude des interactions aux interfaces entre bactéries et matériaux : cas de Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa

/ Khelissa Simon Oussama / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2017
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Le biofilm est à l’origine d’infections nosocomiales et d’intoxications alimentaires dans les secteurs alimentaire et hospitalier. Les bactéries structurées en biofilm peuvent se détacher et coloniser de nouvelles surfaces. Le risque microbiologique associé aux bactéries détachées de biofilm est peu étudié. Les travaux de thèse ont concerné, l’étude de l’effet des conditions de croissance sur les propriétés physicochimiques de surface de Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa sous leurs formes détachées de biofilm et planctoniques, ainsi que leurs adhésion sur l'acier inoxydable (SS) et le polycarbonate (PC). Le pouvoir pathogène des deux populations bactériennes a été étudié. Les résultats ont montré que les conditions et le mode de croissance influencent les propriétés de surface et par conséquent l’adhésion de S. aureus et P. aeruginosa sur le SS et le PC. De plus, la température de croissance, le type de surface et l’âge physiologique des bactéries influencent significativement leur production des facteurs de virulence et leur cytotoxicité envers les cellules HeLa. Dans un deuxième temps, l'effet de température de croissance sur la résistance des cellules détachées de biofilm et planctoniques au chlorure de benzalkonium (BAC) a été évalué. Pour comprendre les mécanismes de résistance à l’échelle cellulaire, les lésions des membranes bactériennes associées au BAC ont été suivies par l’efflux des ions K+ intracellulaires. En outre, la fluidité membranaire de deux populations bactériennes a été caractérisée à travers l'étude de profils d'acides gras membranaires. Les résultats ont montré que la résistance au BAC dépend de la température et de l’état physiologique des bactéries.

L’analyse de la gestion du risque de laves torrentielles dans le contexte d’une ville soumise à de fortes contraintes environnementales et à des facteurs de vulnérabilité croissants : l’exemple de la ville d’Almaty (Kazakhstan)

/ Mussakulova Madina / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-12-2017
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Située sur le piémont du massif montagneux du Trans-Ili Alataou, la ville d’Almaty est soumise à de nombreux risques naturels. Même si le risque de laves torrentielles, comparativement au risque sismique, est beaucoup moins diffus et plus localisé dans l’espace, il représente d’importants enjeux économiques et sociaux pour la ville d’Almaty. La ville poursuit son développement dans les fonds de vallées montagneuses et même dans des zones qui ne sont pas sous la protection des barrages. La question principale de cette recherche peut être formulée de la manière suivante : quelles sont les limites de la gestion du risque de laves torrentielles à Almaty en vue d’y apporter de possibles améliorations ? Ce questionnement implique de s’interroger sur les multiples facettes du problème de la gestion du risque de laves torrentielles, mais aussi de parvenir à évaluer le risque lui-même. Le parti-pris de cette recherche est donc d’interroger les causes et les solutions au risque de laves torrentielles dans un contexte de croissance urbaine et du réchauffement climatique. Ce travail est une contribution à la recherche en géographie - aménagement sur le Kazakhstan et plus précisément sur l’étude du risque de laves torrentielles à Almaty. Elle suppose d’adopter une approche théorique au carrefour de la géographie physique, de la géographie humaine et de l’aménagement urbain.

Néo-fonctionnalisation des acyltransférases de la famille des BAHD : conséquences sur le métabolisme des acides hydroxycinnamiques des Astéracées

/ Delporte Marianne / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-12-2017
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Chaque étape marquante de l’évolution de la lignée verte, notamment la conquête du milieu terrestre, a été marquée par l’émergence de nouvelles voies métaboliques notamment au sein du métabolisme spécialisé via des évènements de duplication et de néo-fonctionnalisation de gènes. Ces mécanismes cruciaux constituent l’un des moteurs de l’évolution en permettant l’apparition de nouvelles molécules. Celles-ci, apparues de manière aléatoire, peuvent conférer un avantage évolutif pour l’organisme dans un environnement donné et leur métabolisme peut donc être maintenu sous la pression de sélection. Au-delà de l’intérêt pour la plante, de nombreux métabolites spécialisés présentent des propriétés nutritionnelles et thérapeutiques exceptionnelles. Le décryptage minutieux des voies de biosynthèse est un élément essentiel à la valorisation de ces composés. Une approche de génétique inverse a été conduite afin de caractériser le métabolisme des acides hydroxycinnamiques majoritaires accumulés chez la chicorée. La recherche de gènes candidats a permis l’identification de 7 séquences appartenant au sous-clade Vb de la superfamille des acyltransférases de type BAHD. Les caractérisations biochimiques et fonctionnelles de ces gènes ont démontré l’implication pressentie de 5 d’entre eux dans la synthèse d’acide cholorogénique et composés apparentés soulevant ainsi la question de la redondance fonctionnelle de ces gènes. Les 2 gènes suivants sont, quant à eux, à l’origine de l’émergence d’un nouveau type de phénolamide spécifique du manteau pollinique des Astéracées. La possible contribution de cette diversification métabolique dans le succès évolutif de cette famille est alors envisagée.

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