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Bétons à faible impact environnemental pour l’industrie du béton : accélération du durcissement de bétons à base de liants ternaires

/ Petitpain Marjorie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-12-2017
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La présente étude s’inscrit dans le programme d’actions de l’Industrie du Béton ; elle a pour but de rechercher des solutions innovantes de béton à faible impact environnemental qui permettent l’obtention de performances techniques et économiques au moins équivalentes à celles des bétons traditionnels. Pour répondre à cet enjeu, l’étude de liants ternaires constitués de ciment Portland CEM I, laitier de haut fourneau et addition calcaire a été réalisée en optimisant les moyens disponibles en préfabrication pour accélérer leur durcissement : emploi d’un traitement thermique, utilisation d’activateurs chimiques et optimisation de la compacité du mélange. Le traitement thermique s’avère être le plus puissant levier d’action. Les solutions développées (matériau et procédé) permettent d’obtenir un bilan économico-environnemental meilleur que celui d’un béton témoin dont le liant est uniquement composé de ciment Portland CEM I.

Existence et absence de percolation de modèles germes grains arrêtés

/ Le Stum Simon / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-12-2017
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Dans cette thèse, nous travaillons sur les questions d'existence, puis d'absence de percolation de graphes orientés stationnaires dans l'espace euclidien. Les sommets de ces graphes sont distribués par un processus ponctuel de Poisson, et chaque sommet est connecté vers un unique autre sommet par une arête orientée. On parle alors de graphe orienté 'outdegree-one'. La règle permettant de construire l'ensemble des arêtes définie le graphe. Le premier résultat de la thèse fournit une condition suffisante pour qu'un graphe ne contienne pas de composantes connexes infinies. Un corollaire important de ce premier résultat affirme que le graphe orienté défini par une dynamique de segments grandissants décrites par D. Daley, G. Last et S. Ebert ne percole pas. Ce modèle défini à partir de segments poussant à vitesse constante dans le plan est un exemple de dynamique germes grains. Le second chapitre de la thèse propose une définition générale du modèle germes grains dans le plan et donne une condition suffisante pour qu'un modèle germes grains fixé puisse se caractériser par un graphe orienté "outdegree-one". Ce dernier résultat nous permet d'assurer l'existence de plusieurs graphe géométrique tout à fait naturel est riche en application. Le dernier résultat de la thèse consiste en l'absence de percolation d'une dynamique de segment grandissant qui généralise le modèle préalablement cité et dont l'existence découle de notre précédent résultat.

Etude structurale des modifications de la glycosylation des macrophages induites par Mycobacterium bovis BCG

/ Delannoy Clément / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-12-2017
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Les macrophages sont des cellules du système immunitaire inné qui régulent la réponse inflammatoire, tout en contribuant à la mise en place de l’immunité adaptative. La glycosylation de la membrane cellulaire est impliquée dans les différents processus physiopathologiques, tels que la défense de l’hôte ou la réponse inflammatoire. Suite à l’exposition à un pathogène, la machinerie de glycosylation peut être perturbée par cet environnement inflammatoire. Des études transcriptomiques ont démontré que l’infection de macrophages humains par des mycobactéries module l’expression de gènes impliqués dans les processus de glycosylation. L’hypothèse qui en découle est que, lors d’une infection mycobactérienne, la glycosylation des macrophages est régulée soit par l'environnement cellulaire soit par le pathogène. L’objectif de notre étude est de déterminer les modifications structurales de la glycosylation suite à une infection mycobactérienne. Pour ce faire, les macrophages issus de la lignée THP-1 et de monocytes sanguins humains sont infectés par Mycobacterium bovis BCG. Les glycannes libérés des macrophages sont analysés par spectrométrie de masse MALDI-TOF. À la suite de l'infection par M. Bovis BCG, les macrophages présentent des différences de N-glycosylation. L'analyse des résultats obtenus montre une modification de la ramification et une augmentation des niveaux de fucosylation des N-glycannes de type complexe. Ces différences de fucosylation sont confirmées par l’utilisation en cytométrie en flux de lectines végétales fluorescentes. L’ensemble de ces résultats nous indiquent que la glycosylation des cellules hôte subit un remodelage suite à l’infection mycobactérienne.

Identification des déterminants de la concentration en polluants organiques gazeux dans le bassin méditerranéen Est

/ Debevec Cécile / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-12-2017
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Les composés organiques volatils (COV) jouent un rôle majeur au sein du système atmosphérique en tant que précurseurs d’ozone troposphérique et d’aérosols organiques (AO) secondaires. En région méditerranéenne, les concentrations en polluants particulaires et gazeux sont généralement plus élevées que dans la plupart des régions d’Europe continentale, en particulier en période estivale. Cependant, la pollution de l’air dans cette région reste difficile à caractériser en raison d’un manque de mesures atmosphériques. Cette thèse permet de mieux comprendre les sources et le devenir des COV en région méditerranéenne orientale. Lors de la campagne de mesure intensive de Mars 2015 réalisée sur un site de fond chypriote, des mesures en continu d’un grand nombre de COV ont permis d’évaluer leurs teneurs, de mieux comprendre leurs principales sources dans la région et de décrire leurs variabilités et leurs origines potentielles. Une analyse factorielle a montré que les sources biogéniques et la pollution de fond régionale étaient les plus importants contributeurs aux concentrations en COV observées sur ce site. Bénéficiant de mesures d’AO en continu, un parallèle entre la composition en aérosol organique et la phase gazeuse a été réalisé. Les interactions des COV biogéniques avec des composés anthropiques peuvent influencer la formation et la croissance de nouvelles particules, induisant un renforcement de la fraction d’AO secondaire. Finalement, des mesures en continu de COV primaires ont été effectuées de Janvier 2015 à Février 2016 afin de mieux caractériser la variation saisonnière des COV et de leurs sources affectant la région méditerranéenne orientale.

Intérêt des polyesters biosourcés à structure macromoléculaire complexe pour le développement de mélanges à morphologie (nano)fibrillaire

/ Dadouche Tarek / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 11-12-2017
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Ces travaux de thèse sont globalement inscrits dans un contexte d’élaboration des polymères biosourcés comme alternative aux polymères d’origine fossile. Dans un premier temps, des modifications structurales des polyesters biosourcés ont été réalisé par extrusion réactive afin d’améliorer leur viscosité/élasticité à l’état fondu. Il est apparu que l’ajout de 1% en masse de Joncryl à un polyester biosourcé permet d’améliorer son élasticité et son comportement élongationnel. Dans un deuxième temps, la stratégie de modification des polymères biosourcé par mélanges (réactifs) à l’état fondu a été étudié afin de développer une morphologie nano(fibrillaire) lors du procédé d’extrusion et d’injection d’un mélange de type acide polylactique/polyamide (PLA/PA). En modifiant l’élasticité de la matrice (PLA) par extrusion réactive, il a été possible de développer une morphologie nano(fibrillaire) lors de l’extrusion et l’injection. A travers cette étude, des gradients de vitesses critiques liés à la transition nodule-fibrille ont été déterminés et les résultats sont en bon accord avec la condition de fibrillation Ca/Ca(crit)≥4. Enfin, une dernière partie a été consacrée au développement des mélanges de polymères biosourcés à morphologie nano(fibrillaire) par le procédé d’extrusion-gonflage. Les paramètres rhéologiques qui contrôlent l’évolution de la morphologie ont été étudiés dans le cas d’un écoulement élongationnel avec un mélange de type poly(butylene succinate-co-adipate)/polyamide 11 (PBSA/PA11). Il a été montré que La transition nodule-fibrille est purement liée à l’écoulement élongationnel appliqué en sortie de filière de l’extrudeuse et que, le maintien du "strain hardening" de la matrice PBSA dépend de la formation des fibrilles de PA11 sous écoulement élongationnel.

TMEM165: un nouvel acteur de la régulation de l’homéostasie golgienne du Mn2+, impliqué dans les anomalies congénitales de la glycosylation

/ Potelle Sven / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2017
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Les anomalies congénitales de la glycosylation (CDG) sont des maladies génétiques rares caractérisées par une glycosylation aberrante des protéines. Récemment, un sous-groupe de CDG dues à des perturbations de l'homéostasie de l’appareil de Golgi a fait son apparition. En 2012, notre équipe a identifié TMEM165 comme étant une protéine golgienne impliquée dans les CDG, mais dont les fonctions biologiques et cellulaires demeurent inconnues. Au cours de mon doctorat, nous avons montré que l'homéostasie golgienne du Mn2+ était altérée en absence de TMEM165. Alors que de forts défauts de glycosylation, en particulier des défauts de galactosylation, ont été observés dans des cellules déficientes en TMEM165, nous avons découvert que la supplémentation en Mn2+ était suffisante pour rétablir une glycosylation normale. De façon intéressante, nous avons également démontré que ce défaut de glycosylation pouvait également être supprimé par une supplémentation en galactose. Fort de cette observation, la supplémentation orale en galactose a été testée chez des patients déficients en TMEM165 et il a été prouvé que ce traitement améliorait significativement les paramètres biochimiques et cliniques. De plus, nous avons mis en évidence que la stabilité de TMEM165 était altérée en présence d'une concentration élevée de Mn2+. En effet, nous avons montré que l'exposition à des concentrations élevées de Mn2+ entraînait une dégradation lysosomale rapide de TMEM165. Dans l'ensemble, notre étude montre que TMEM165 est (i) un acteur clé de la glycosylation golgienne en régulant finement l'homéostasie du Mn2+ et (ii) une nouvelle protéine de l’appareil de Golgi sensible au manganèse.

Recherche d’un critère de sensibilité au fluage et à la relaxation par indentation de divers aciers au chrome

/ Nogning Kamta Philémon / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2017
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Le comportement en fluage et à la relaxation d’aciers au chrome est étudié par indentation instrumentée, ce qui permet de solliciter le matériau dans des conditions de chargement proches de celles des essais classiques. L’objectif principal n’est pas ici de se substituer à eux mais de proposer un classement des matériaux selon leur sensibilité en fluage / relaxation par indentation. Pour cela, nous déterminons, d’abord à température ambiante, les conditions optimales d’indentation en termes de temps de maintien, de charge de maintien, de vitesse de chargement et de forme de l’indenteur. La méthodologie proposée est appliquée ensuite à plus hautes températures jusqu’à 400 °C (limitation de l’instrument). A température ambiante, le coefficient de sensibilité à la contrainte obtenu correspond à la valeur extrapolée à température ambiante des données obtenues par fluage classique à hautes températures. Malheureusement, cette corrélation n’est pas vérifiée par indentation à chaud probablement à cause de la dérive thermique subie par l’instrument. Le comportement en relaxation par indentation a également été étudié à température ambiante. Nous proposons deux méthodes analytiques permettant de déterminer le coefficient d’homothétie défini dans la théorie de Hart. L’inverse de ce coefficient, déduit de la relaxation par indentation, est comparable au coefficient de sensibilité à la contrainte déterminé par fluage, ce qui permet de comparer les deux modes de sollicitation. Malgré les difficultés expérimentales rencontrées, nous proposons un classement des matériaux selon leur sensibilité au fluage.

Développement et validation métrologique de méthodes de mesures pour la surveillance des composés volatils odorants dans l’air ambiant

/ Merlen Cécilia / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2017
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Les composés organiques odorants forment une classe de composés qui joue un rôle dans la chimie atmosphérique et a des impacts sur le climat et la santé. Parmi ces composés, les composés soufrés ont des seuils olfactifs très bas et une odeur typique souvent caractérisée comme celle du « chou pourri ». Ils engendrent de nombreuses nuisances olfactives qui incommodent les populations notamment à proximité des sources d’émission. Compte tenu de la nature réactive des composés soufrés et de leurs faibles niveaux de concentration dans l’atmosphère, l’objectif principal de cette thèse est de développer, de qualifier et mettre en œuvre des méthodes de mesures pour la détermination des concentrations en composés soufrés à des échelles spatiales et temporelles fines. La méthodologie proposée se décompose en trois phases majeures : (i) le prélèvement et la concentration des composés d’intérêts sur des adsorbants, (ii) l’analyse par un système couplant thermodésorption et chromatographie en phase gazeuse, (iii) la détection et la quantification de chaque composé par des détecteurs spécifiques. Les principaux travaux réalisés ont permis la sélection d'un support adsorbant, la définition de conditions optimales d'échantillonnage et d’analyse adaptées à la plupart des situations potentielles de nuisance olfactive.

Indentation instrumentée multi-échelles de matériaux homogènes et multi-matériaux

/ Kossman Stephania / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2017
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Les propriétés mécaniques (dureté et module d’élasticité) peuvent s’étudier à différentes échelles en fonction de la composition et de la microstructure des matériaux (nombre de phases, répartition des constituants, diamètre des grains…). Dans ce travail nous étudions ces comportements aux échelles nano, micro et macroscopiques, grâce à une gamme d’appareils expérimentaux en indentation instrumentée qui permettent d’appliquer des forces variant de 1 mN à 2,5 kN et de provoquer des enfoncements mesurables de 10 nm à 3 mm. Une première partie consiste à optimiser les conditions expérimentales, dépouiller et interpréter les données en suivant une démarche métrologique rigoureuse, dans le but d’effectuer le raccordement entre les résultats obtenus aux trois échelles de mesure étudiées. Ces essais sont effectués sur des matériaux métalliques industriels mais suffisamment homogènes (aciers et alliage d’aluminium). Nous proposons par exemple une méthode alternative à celle d’Oliver et Pharr pour estimer le module d’élasticité à partir de la courbe de décharge en indentation. Cette méthodologie est ensuite appliquée à l’étude du comportement sous indentation d’un matériau composite, hautement hétérogène, utilisé pour la fabrication de semelles de freinage dans le domaine ferroviaire. Les données obtenues (répartition spatiale en surface et en volume de la dureté et des modules d’élasticité) sont destinées à être utilisées dans les modèles simulant le bruit de crissement au freinage, afin d’en atténuer les effets.

Intérêt d’un amendement organo-minéral pour remédier des sols de friches industrielles multicontaminés en milieu urbain

/ Janus Adeline / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2017
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De nos jours, la contamination des sols par les polluants organiques et inorganiques est une problématique majeure. Des techniques douces de remédiation, reposant sur l’utilisation de plantes et de microorganismes, associés à des amendements ou non, sont étudiées pour gérer ces sols. Parmi les différents amendements, le biochar est présenté dans la littérature comme pouvant répondre à ces attentes. Ce travail se propose d’évaluer l’impact des paramètres de pyrolyse sur les caractéristiques de huit biochars élaborés à partir de Miscanthus x giganteus, cultivé sur un sol contaminé en métaux, et de sélectionner le(s) biochar(s) susceptible(s) d’être le(s) plus performant(s) en termes de remédiation de sols contaminés en métaux (Cd, Pb, Zn) et/ou HAP. Il a été mis en évidence une forte influence de la température de pyrolyse sur les caractéristiques des biochars. De plus, les biochars ont présenté de fortes capacités de sorption des trois métaux et des HAP en solution, notamment pour les biochars produits à 600°C. Des expérimentations réalisées avec un sol artificiel et une terre agricole contaminés artificiellement ont mis en évidence la capacité de certains biochars à diminuer la disponibilité environnementale, la biodisponibilité et la bioaccessibilité orale des métaux et des HAP. Sur la base des résultats obtenus, un biochar a été sélectionné comme répondant le mieux aux attentes en termes de gestion de sols multicontaminés. Compte tenu des modifications structurelles du biochar dans les sols, il conviendrait de valider ces résultats sur le long terme, en condition in situ, tout en s’assurant de l’innocuité du biochar étudié et en intégrant les aspects socio-économiques.

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