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Effect of heavy metal toxicity on calanoid copepods : experimental approach

/ Kadiene Esther Uzoma / Université Lille1 - Sciences et Technologies, National Taiwan Ocean University (Keelung, Taiwan) / 08-07-2019
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En raison des préoccupations croissantes concernant le devenir de l'écologie des copépodes face à l'augmentation des polluants environnementaux, plusieurs études sont en cours. Cette thèse cible les facteurs biotiques qui influent sur la toxicité des métaux chez les copépodes calanoïdes. Tout d'abord, la toxicité du cadmium (Cd) entre deux copépodes de l'ordre; calanoida Eurytemora affinis (Poppe 1880) d'une région tempérée (estuaire de la Seine, France) et Pseudodiaptomus annandalei (Sewell 1919) d'une région subtropicale (estuaire de Danshuei, Taiwan), ont été déterminés sur la base de leur sexe et de leur état de reproduction. Les résultats de cette étude ont révélé que les deux copépodes avaient des niveaux de sensibilité différents à la toxicité du cadmium et que leur sensibilité au cadmium était également fortement dépendante de leur sexe et de leur état de reproduction. En outre, une étude de la toxicité du cadmium dans les traits de vie du copépode a été testée en utilisant P. annandalei comme espèce modèle. Les résultats ont révélé que la toxicité du cadmium était également dépendante du stade de développement des copépodes. De plus, le Cd a eu un effet négatif sur la croissance, la reproduction et la durée de vie du copépode. Afin de comprendre la raison de la sensibilité au cadmium spécifique au sexe, la bioaccumulation du cadmium chez les deux sexes a été réalisée. De plus, dans les environnements naturels, les copépodes peuvent bioaccumuler les métaux via une voie directe dans l’eau ou via les aliments consommés. Dans un premier temps, des essais préliminaires ont été effectués pour identifier la cinétique de bioaccumulation des métaux chez les micro-algues utlisées pour nourrir les copépodes. L'accumulation du Cd dans les microalgues a été testée en exposant Pavlova lutheri dans différentes conditions de salinité et température. À la fin, il a été observé que l’augmentation de la température et la faible salinité favorisent l’absorption de Cd par les micro-algues. P. annandalei a ensuite été exposé au cadmium dans l'eau et par le biais de son régime alimentaire, en utilisant les informations fournies par les résultats ci-dessus. Cette expérience a révélé que l'absorption de Cd par P. annandalei provenait nettement plus d'eau que de la nourriture. Une hypothèse a été développée sur les raisons pour lesquelles l'absorption de Cd par l'eau par les copépodes était plus élevée que par l'exposition par Cd via l’aliment. En d’autres termes, l’absorption de métaux par l’eau est une voie plus importante dans la bioaccumulation des métaux que par la voie alimentaire en raison de l’absorption orale. L'hypothèse a été démontrée en exposant les copépodes à un colorant alimentaire et, à l'aide d'un microscope, il a été constaté que le colorant était entré dans l'intestin du copépode par l'ouverture de la bouche. L'absorption orale d'eau par le copépode a été confirmée par un test de bioaccumulation. Une étude moléculaire sur le test transcriptomique et l'expression différentielle spécifique au sexe du copépode de P. annandalei exposé au Cd a été réalisée. Les résultats ont montré que les copépodes de P. annandalei répondaient à la toxicité du cadmium de manière spécifique au sexe, et expliquaient pourquoi la femelle était moins sensible au cadmium que les copépodes mâles. De plus, l'exposition multigénérationnelle de P. annandalei au cadmium a montré un développement possible de l'adaptation, en particulier chez les copépodes femelles. Bien que les copépodes puissent développer des mécanismes adaptatifs pour tolérer les produits chimiques toxiques, une concentration croissante de métaux dans le milieu aquatique ainsi que des transferts de métaux par la mère sur plusieurs générations pourraient augmenter la concentration de copépodes. Une exposition à long terme pourrait réduire leur forme, compromettant ainsi la structure de la population de copépodes. Cette étude a montré que la mortalité, les traits d'histoire de vie et les réponses moléculaires des espèces modèles peuvent fournir d'importants bioindicateurs pour l'évaluation des risques environnementaux.

Intérêt des amendements phosphatés sur des sols fortement contaminés par les éléments métalliques en vue d’élaborer à partir de biomasses végétales des catalyseurs hétérogènes supportés utilisables en synthèse organique

/ Hechelski Marie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-07-2019
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De nombreux sols contaminés par les éléments métalliques résultent des activités humaines et industrielles. Pour gérer ces sols, la technique du phytomanagement a séduit les scientifiques et les gestionnaires des sites pollués. Tout en utilisant le génie végétal, cette technique permet de produire des biomasses qu’il convient de valoriser. Sur la base de cette approche, le présent travail décrit cette technique en utilisant des biomasses (raygrass et miscanthus) en association à des amendements phospho-calciques. Ces biomasses, décrites comme étant non-hyper-accumulatrices des éléments métalliques, ont été produites sur des terres de jardins et des terres agricoles. Les expérimentations ont été menées en serre, en mésocosme, et in situ, à proximité de l’ancienne fonderie de plomb Metaleurop Nord. L’utilisation raisonnée des composés phospho-calciques n’a pas affecté significativement les caractéristiques physico-chimiques et biologiques des sols. En revanche, il a pu être montré une amélioration de certains paramètres physiologiques des plantes. Par ailleurs, les composés phospho-calciques ont généralement réduit l’extractabilité et la phytodisponibilité de Cd et Pb tout en favorisant la mobilité et le transfert d’éléments d’intérêt vers les parties aériennes des biomasses. Ceci a permis de transformer ces biomasses en écocatalyseurs. Après avoir été caractérisés, ces derniers ont été utilisés en synthèse organique et leur recyclabilité a été montrée. Trois exemples ont été présentés dans le cadre du présent travail. Dans une perspective d’utilisation d’autres biomasses, les concentrations en éléments métalliques dans des plantes rudérales ont été déterminées.

Effects of environmental factors on the eco-physiology and life traits of a macro-crustacean (shrimp) and micro-crustacean (copepod)

/ Das Shagnika / Université Lille1 - Sciences et Technologies, National Taiwan Ocean University (Keelung, Taiwan) / 08-07-2019
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La présente thèse comprend deux grandes sections, la première traitant des macro-crustacés, la crevette de vase Austinogebia edulis et la seconde des micro-crustacés, le copépode Eurytemora affinis. Les objectifs étaient de 1. Explorer le rôle d’A. edulis en tant qu’ingénieur écologique, 2. Effets du Cd sur les enzymes oxydatives et la morphologie d’A. edulis, 3. Évaluer la variation spatiale et temporelle des polluants organiques persistants (POP) dans l’habitat naturel d’A. edulis, 4. Explorer l’effet d’un cocktail de 4 métaux lourds sur E. affinis et décrire l’effet des sédiments en suspension sur E. affinis en suivant une approche multigénérationnelle. Pour le premier objectif, nous soulignons les différences significatives entre les murs des terriers et les lumens. La paroi du terrier d’A. edulis présentait une faible perméabilité et augmentait la résistance. Statistiquement, on a remarqué une différence importante dans la comparaison entre la composition des sédiments de la paroi du terrier et le fond. La paroi du terrier se composait d’une teneur en matière organique 24 fois supérieure à celle d’un individu de crevette. Ainsi, ils transforment les caractéristiques des sédiments en tant qu’ingénieur écologique, ce qui devrait avoir un impact écologique important sur l’écosystème. De plus, lors de l’exposition au Cd, les activités des enzymes antioxydantes (SOD, CAT et GPx) diminuaient avec l’augmentation de la concentration de Cd et le temps d’exposition prolongé dans ces organes de la crevette A. edulis. Des dommages importants de l’hépatopancréas d’A. edulis ont été remarqués à des concentrations plus élevées de Cd, montrant des dommages comme la disparition des limites des cellules épithéliales, le détachement des cellules de la lamine basale, gonflement cellulaire, nécrose, etc. En conclusion, le Cd a causé des dommages oxydatifs en réduisant les activités des enzymes antioxydantes et en endommageant la structure tissulaire dans les principaux organes de la crevette A. edulis. Pour les POP mesurés, la distribution spatiale a montré que la proximité des sources pollution était le plus important facteur déterminant pour la distribution de ces contaminants, montrant des concentrations plus élevées dans les échantillons prélevés près des parcs industriels. Les rapports des HAP analysés ont permis de déterminer l’existence d’intrants pyrolytiques et pétrogéniques. Les PCB Aroclor 1016 et 1260 étaient les principales sources près de la zone industrielle, avec des entrées de DDT montrant un ajout récent à la zone. L’étude globale a révélé un risque limite pour les organismes benthiques. Dans le cas d’E. affinis, la toxicité aiguë de CL 50 % (96h) pour l’exposition au plomb (Pb) était de 431,99 µg/l chez les mâles présentant une sensibilité inférieure à celle des femelles avec 394,27 µg/l. Les plus faibles effectifs totaux de la population ont été observés durant la deuxième génération (F1) pour tous les traitements d’exposition et, par conséquent, la mortalité a augmenté dans cette génération. La plus forte bioaccumulation des métaux dans le copépode E. affinis était également plus élevée dans cette génération ; la fécondité et la survie semblaient donc liées à la bioaccumulation des métaux lourds et concluaient que la sensibilité ou la fitness d’E. affinis était directement liée à l’accumulation de métaux traces. Le pourcentage de mâles était moins élevé dans le traitement des sédiments que dans celui des métaux lourds et des témoins. Cette observation peut indiquer légèrement les différentes façons dont les copépodes sont sensibles aux métaux lourds et aux sédiments en suspension lorsqu’ils sont exposés pendant plusieurs générations.

Éducation, protection et contrôle de la jeunesse : contribution à une sociologie des professionnel-le-s de la prise en charge socio-judiciaire

/ Houadfi Saïda / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-07-2019
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"C'est notre regard qui enferme souvent les autres dans leurs plus étroites appartenances, et c'est notre regard aussi qui peut les libérer." Amin Maalouf, Les identités meurtrières, 1998. Ces trois dernières décennies ont vu une juxtaposition de dispositifs censés répondre à la délinquance juvénile. Notre thèse est une réflexion sur le traitement de celle-ci par une partie des acteurs et des actrices de la chaîne de la réaction sociale, sur la conception et la configuration de la justice des mineur-e-s, tant au civil qu’au pénal. Elle se fonde sur la façon dont les professionnel-le-s de l’éducation, notamment, déterminent et président aux choix institutionnels de réponses à cette question éminemment sociale et indubitablement politique. Si, en droit, la loi pénale se dote de spécificités en fonction de l’âge, elle se doit d’être aveugle au sexe, au genre et à l’ethnie. En effet, dans sa conception, en tant qu’institution, mais surtout en tant qu’idéal, la justice vise à dépasser l’arbitraire. Par le biais des institutions chargées de sa matérialité, par les acteurs et actrices de celles-ci, et les actes par lesquels s’opérationnalise le contrôle de la jeunesse, elle n’est, toutefois, étanche ni au système patriarcal, ni au prisme de l’ethnicisation. En dépit de l’expression de volontés manifestes d’égalité, les pratiques et discours des professionnel-le-s rencontré-e-s témoignent d’une mise en œuvre différenciée, selon les représentations véhiculées et portées sur tel ou tel marqueur identitaire, donnant à l’application de ces politiques de protection ou de punition de la jeunesse, un genre ou encore une coloration ethnique qui se superposent, voire s’entremêlent. En s’acquittant de l’apprentissage de la conformité aux mineur-e-s confié-e-s sur décision judiciaire, les professionnel-le-s participent à la perpétuation d’assignations pré déterminées : les mécanismes de (re) production institutionnelle de sous catégories révèlent alors un net écart entre le traitement des garçons et celui des filles. Ils dévoilent, par ailleurs, les tensions soutenues entre injonction à l’individualisation des réponses et difficulté à dépasser la dichotomie féminin/masculin, figeant, en quelque sorte, dans un registre biologique, les grilles d’analyse des comportements des adolescent-e-s. S’il s’agit, pour les un-e-s comme pour les autres, de rectifier les processus d’intériorisation de normes sociales en échec et de former des sujets responsables de leurs actes, le prisme du genre divulgue le laborieux ou plus précisément, l’impossible pari de l’individualisation. Il met ainsi en lumière un contrôle différencié des garçons et des filles qui, pour les premiers, s’élabore à partir de l’acte de délinquance, mais qui, pour les secondes, est davantage guidé par une idée si ce n’est une idéologie de la féminité. Les trajectoires individuelles s’en trouvent impactées : là où les filles voient les leurs possiblement réversibles, les garçons sont, en quelque sorte, « condamnés à la pénalité ». Le genre offre, par ailleurs, en sa qualité de catégorie d’analyse, l’opportunité d’observer une division sexuée des tâches entre hommes et femmes au travail. De surcroit, par le truchement de l’intersectionnalité, la mobilisation du versant ethnique connote les prises en charge. Une modélisation des pratiques des professionnel-le-s se dessine alors, témoignant de la difficulté à accompagner dans les processus de socialisation, la formation de l’individualité et l’émergence d’une conscience apte à faire des choix. Pour rendre possible la relation éducative, quelles sont les pratiques effectives ? Quelles contraintes reposent sur les acteurs et les actrices ? Quelles sont les incidences que cette modélisation induit sur les jeunes ?

Nouvelles connaissances sur la régulation de la glycosylation complexe par O-GlcNAcylation dans des lignées coliques saines et cancéreuses

/ Biwi James Tapiwa / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-07-2019
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Le cancer colorectal (CCR) demeure un problème de santé publique majeur en Europe et plus généralement dans les sociétés occidentales. Le CCR est une pathologie dont les causes tiennent en partie d’un style de vie basé sur un régime alimentaire de type occidental et un mode de vie sédentaire. Cela implique par conséquent que le CCR soit associé à d’autres troubles métaboliques tels que l’obésité et le diabète. D’un consensus général on considère que le CCR est une maladie qui est mieux traitée si elle est dépistée relativement tôt ; malheureusement il n’existe toujours pas d’outils de diagnostic suffisamment fiables. A ce propos, différents types de glycosylation ont été proposés comme de potentiels biomarqueurs de cette maladie. Les travaux abordés dans cette thèse ont concerné l'influence de la O-GlcNAcylation (consistant en le transfert d'un seul monosaccharide de N-acétylglucosamine sur des résidus de sérine/thréonine de protéines cytoplasmiques, nucléaires et mitochondriales), sur la glycosylation complexe dans des lignées cellulaires coliques (HT29, HCT116 et CCD841CoN). La O-GlcNAcylation est intimement liée au statut nutritionnel, il est d’ailleurs proposé que son niveau soit plus élevé dans les pathologies métaboliques. Néanmoins il est clairement montré que les cellules et les tumeurs coliques expriment des niveaux plus élevés de O-GlcNAcylation. Plusieurs études ont montré que l’inhibition ou la délétion de la O-GlcNAc transférase (OGT), l’enzyme responsable des processus de O-GlcNAcylation, réduisait l'agressivité ou les propriétés associées au caractère tumoral dans différents modèles de cancer. Quelques études ont également montré que la sous-régulation de l’OGT se répercutait sur les glycosylations complexes : N- et O-glycanes, et glycosphingolipides (GSLs). La O-GlcNAcylation participe à des processus cellulaires clés tels que la transcription et la traduction. Dans une étude préliminaire, nous avons examiné les niveaux de transcrits de quatre-vingt-six glycosyltransférases et glycosidases dans des conditions de siOGT. Le siOGT a permis de constater que plusieurs de ces gènes étaient régulés positivement ou négativement, bien que parmi ces gènes seuls 10 étaient régulés négativement de manière significative. L'influence de l’OGT sur l’expression protéique de plusieurs glycosyltransférases a également été explorée. Nous avons ensuite utilisé plusieurs lectines en microscopie par fluorescence et en cytométrie en flux ainsi que la spectrométrie de masse (glycomique) afin d'élucider les structures complexes des glycanes et leur niveau d’expression dans les cellules coliques traitées par des siOGT. La diminution de O-GlcNAcylation n'a eu qu’un effet modéré sur les N- et O-glycanes globaux. Cependant, l'expression de plusieurs antigènes de surface a été modifiée par le siOGT. La E-cadhérine, un facteur majeur de la transition épithéliale-mésenchymateuse, a été régulée positivement dans les cellules HT29 traitées par le siOGT. De plus, les glycanes complexes portés par la E-cadhérine ont été eux-mêmes modifiés dans les cellules traitées par le siOGT. L'analyse MALDI des GSLs extraits de cellules HCT116 a révélé une altération significative de ces derniers dans les cellules siOGT, inversant le patron d’expression des GSLs décrits dans certaines cellules cancéreuses. Les GSLs des séries Globo, Gb3 et Gb4 ont été régulés à la hausse, tandis que les GSL gangliosidiques GM1a, GM2 et GD1a ont été régulés à la baisse. Cette étude démontre pour la toute première fois une relation entre la O-GlcNAcylation et les GSLs. Étant donné que les GSLs jouent un rôle important dans la reconnaissance cellulaire, la transduction du signal et d'autres propriétés de la surface cellulaire, ces observations pourraient expliquer en partir les changements phénotypiques liés au siOGT. De manière générale, une diminution de l’α2,3-sialylation est observée dans des conditions siOGT. Ces travaux sont les premiers à montrer un effet de la déplétion en OGT sur l’ensemble du glycome complexe, en particulier ceux s’exprimant à la surface des cellules.

Développement et caractérisation d’un démonstrateur de générateur thermoélectrique à base de membranes de silicium couplées à de l’ingénierie phononique

/ Bah Thierno Moussa / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-07-2019
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L'essor de l'internet des objets (IoT) et des capteurs autonomes et communicants semble être retardé en raison du manque de source d’énergie fiable, sûre et à faible coût. Les récupérateurs d’énergies thermoélectriques présentent ces avantages clés. Le silicium présente les avantages d'être très abondant, moins polluant et de bénéficier d'installations et de procédés technologiques permettant la production en série de récupérateurs d’énergies thermoélectriques à faible coût par rapport aux matériaux conventionnel (alliages de tellure de bismuth). Toutefois, le silicium est un matériau thermoélectrique médiocre en raison de sa conductivité thermique élevée ( ). La possibilité de réduire la conductivité thermique tout en préservant la conductivité électrique et le coefficient Seebeck est la clé pour améliorer le silicium en tant que matériau thermoélectrique efficace. À cette fin, les efforts sont orientés vers la partie phononique du transport de chaleur, qui constitue la contribution dominante dans les semi-conducteurs. Les recherches menées au cours de cette thèse ont porté sur l'intégration des membranes de silicium nanostructurées de réseaux phononiques dans des démonstrateurs de récupérateurs d’énergies thermoélectriques et leur caractérisation au regard de l'état de l’art. Les résultats de ces études ont démontré la faisabilité d’un récupérateur d’énergie thermoélectrique à base de silicium présentant des performances (De quelques µW/cm2 pour ΔT~5-10K à quelques mW/cm2 pour ΔT>100K) suffisantes pour l’alimentation en énergie de nœuds de capteurs autonomes et des performances comparables à celles d’un récupérateur (état de l’art) à base de tellure de bismuth en fonction des conditions de refroidissement de ces derniers. De plus, cette thèse a démontré, outre la récupération d'énergie, la possibilité de développer des refroidisseurs thermoélectriques à base de silicium, ouvrant la voie à une possible intégration de refroidisseurs thermoélectriques dans des dispositifs micro-électroniques à base de silicium.

Performances de garnitures frittées métalliques à basse teneur en cuivre pour les applications de freinage ferroviaire haute énergie

/ Rapontchombo Omanda Jessie / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 02-07-2019
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Les matériaux de garniture de frein ferroviaire haute énergie sont des composites à matrice métallique de formulations complexes et fortement hétérogènes. L’orientation vers ce type de matériau découle des nombreuses performances que le système de frein à disque doit assurer : tribologique (frottement, usure), thermomécaniques (intégrité en température), acoustiques (crissement). De nouvelles normes environnementales conduisent à des évolutions nécessaires des garnitures vers par exemple, des formulations à basse teneur en cuivre. La complexité des formulations conduit à des développements principalement empiriques. Il est proposé dans ce travail de développer des méthodologies améliorant la compréhension du lien entre la formulation des matériaux de friction et ses performances en freinage. Le premier volet des travaux exposés consiste en des caractérisations microstructurales couplées à des mesures de propriétés thermophysiques des matériaux. Celles-ci menées sur des matériaux neufs et après sollicitations de freinage ont montrées des évolutions significatives. Le second volet de l’étude concerne les essais à l’échelle réduite permettant d’atteindre des sollicitations analogues à celles durant des essais de performances à l’échelle 1. Les échantillons de dimensions réduites simplifient les analyses tribologiques. Le dernier volet des travaux s’intéresse aux aspects vibroacoustiques via des essais sur un système simplifié qui mettent en évidence le rôle du circuit tribologique. Outre ces apports méthodologiques, l’étude montre l’impact des axes de développement des nouvelles formulations. Des explications sont données sur les liens entre la formulation, propriétés et performances thermomécaniques, vibroacoustiques et tribologiques des garnitures. Tout comme les méthodologies proposées, elles doivent permettre d’améliorer les développements futurs.

La rationalité et l'irrationalité dans les négociations climatiques : vers une théorie générale de la rationalité appliquée dans les négociations climatiques

/ Hiahemzizou Rafik / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 26-06-2019
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Dans cette thèse, nous parcourons la rationalité, la rationalité limitée et l’irrationalité dans les négociations climatiques. Nous avons commencé notre enquête en étudiant la rationalité instrumentale ou substantive des parties dans les négociations climatiques en supposant que ce type de rationalité intervient lorsque les agents dans les négociations agissent et se comportent comme étant des individus animés par des motivations économiques, politiques et sociales reflétant les conditions et les intérêts de leurs pays respectifs. Leur objectif étant la maximisation du profit. Ensuite, nous avons évoqué la théorie des jeux qui est une extension de la rationalité instrumentale dans un environnement marqué par une interaction entre plusieurs individus. Là encore, la rationalité instrumentale s’impose dans les négociations mais les acteurs tiennent compte des positions des autres individus dans le cadre d’accords non-coopératifs. Nous avons étudié un cas particulier qui est l’accord de Paris en tant qu’accord non-coopératif par excellence. Comme entrée de jeu dans le monde de la rationalité limitée et l’irrationalité, nous avons évoqué les paradoxes qui surgissent dans les jeux et nous les avons appliqués aux négociations climatiques à travers des expériences de pensée inspirées des expériences réelles effectuées par les auteurs et qui tendent à montrer que le but des acteurs n’est pas toujours la maximisation du profit. Dès lors que l’insuffisance des capacités cognitives et les facteurs psychologiques déterminent le choix et le comportement des agents, nous avons abordé les travaux de Kahneman et de Tversky sur les heuristiques en les appliquant aux négociations climatiques. Mais en exprimant le doute sur la présence dominante de ces heuristiques dans les décisions, les choix et le comportement des agents dans les négociations climatiques, nous avons critiqué cette approche psychologique. Cette critique nous a amené à voir que finalement l’approche fondationnelle de la rationalité limitée d’Herbert Simon ne s’applique pas vraiment à ce type de négociation. Si la rationalité substantive est inévitable dans l’explication des choix et des décisions des agents, comment alors résoudre le problème de l’insuffisance dans les capacités cognitives des agents qui est à la base de la rationalité limitée ? La solution qui a été adoptée est de recourir à une approche originelle qui consiste à énoncer que les agents compensent ces limites en puisant dans les ressources cognitives de l’environnement mais aussi en exploitant les possibilités offertes par le partage et la distribution de la cognition entre plusieurs agents dans les négociations climatiques. Cette approche a été bien vérifiée dans ces négociations. En récapitulant tous ces enseignements, nous avons conclu que les Etats-parties sont animés d’une rationalité instrumentale dès le départ des négociations et avant même de négocier et devant l’absence d’une autorité régissant le climat. Cette rationalité n’est limitée ni par l‘interaction avec d’autres agents comme l’explique la théorie des jeux ni par les facteurs psychologiques. Ces derniers n’interviennent que de manière fragmentaire et partielle. Par conséquent, la rationalité substantive basée sur la maximisation du profit reste entièrement valable dans les négociations climatiques.

Ecologie des plantes et des pollinisateurs dans les prairies calcaires le long d'un gradient latitudinal en France : diversité des espèces et structure des réseaux d'interaction plantes-pollinisateurs

/ Manincor Natasha de / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-06-2019
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Dans le contexte actuel de crise de la biodiversité et des risques associés de dégradation des services écosystémiques, les réseaux plantes-pollinisateurs sont parmi les réseaux mutualistes les plus étudiés. Sans pollinisateurs, de nombreuses plantes sauvages et cultivées ne pourraient pas se reproduire. Il est important de comprendre les réseaux plantes-pollinisateurs si nous souhaitons empêcher la destruction des interactions de pollinisation et des services écosystémiques connexes. Dans ces réseaux, les espèces doivent être présentes au même endroit et au même moment pour interagir. En France, l'abondance, la richesse des plantes et des pollinisateurs diffèrent le long du gradient latitudinal, qui correspond aux variations naturelles de la biodiversité. Ces variations pourraient potentiellement affecter la structure du réseau. En outre, les réseaux d'interactions sont souvent décrits sur la base de données agrégées dans le temps, mais en réalité les interactions varient dans le temps. Les grands ensembles de données sur les interactions plantes-pollinisateurs, couvrant toute la saison de floraison ou plusieurs années et permettant des comparaisons pertinentes entre les réseaux le long du gradient environnemental, sont rares. En raison de leur complexité et de leur variation interannuelle, la plupart des études sur les réseaux mutualistes se sont concentrées sur la comparaison des mesures classiques des réseaux qui sont toutes influencées par la taille des réseaux (le nombre d'espèces). De plus, la plupart de ces réseaux sont fondés sur des interactions observées sur le terrain, ce qui fait que certains liens ne sont pas observés. Ainsi, ces réseaux représentent un sous-échantillon d'interactions possibles, ce qui nécessite l'élaboration de nouvelles approches méthodologiques pour mieux explorer les processus écologiques qui déterminent les interactions entre les espèces. L'objectif général de cette étude est de comprendre et d'aider à prédire les effets des changements environnementaux sur les communautés de plantes et de pollinisateurs en étudiant les associations plantes-pollinisateurs selon un gradient environnemental. Je fournis et analyse ici une nouvelle base de données constituée de données géolocalisées caractérisant les associations plantes-pollinisateurs au niveau de l'espèce, la variation spatiale de la structure des communautés et l'assemblage des traits, en me concentrant sur six prairies calcaires le long d'un gradient latitudinal en France. J'ai d'abord comparé la variation de la diversité taxonomique dans l'espace (inter et intra-région) et dans le temps (tout au long de la saison). Ensuite, j'ai utilisé une nouvelle approche méthodologique pour comparer des réseaux de tailles différentes et pour étudier les conséquences des gradients environnementaux sur la probabilité d'interaction plante-pollinisateur. Pour comprendre à quel point notre vision des réseaux échantillonnés selon des méthodes classiques est déformée, j'ai construit des réseaux d'interaction plus complets en utilisant le pollen trouvé sur les insectes. Enfin, j'ai étudié le mécanisme de variation géographique des odeurs florales et les différences entre les populations liées à la variation de la communauté des pollinisateurs. En raison de la complexité et variabilité des interactions plantes-pollinisateurs, notre étude a souligné l'importance de tenir compte de toute la saison de floraison et de la période de vol des insectes, en utilisant des identifications au niveau de l'espèce, afin de démêler le rôle écologique des espèces et les variations du réseau. L'utilisation d'une nouvelle approche méthodologique nous a permis de faire des comparaisons de réseaux le long du gradient environnemental et de diversité en évitant des problèmes de circularité. La grande quantité de données fournies dans cette thèse a permis d'effectuer des comparaisons à différents niveaux, du réseau dans son ensemble aux variations entre populations d’une même espèce.

Micro-structuration laser pour le packaging électro-optique avancé

/ Hivin Quentin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-06-2019
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Le développement de l’internet des objets et des services de vidéo en temps réel (streaming) a conduit à une augmentation continue du trafic des données au sein des data-centers. Celui-ci devrait être multiplié par trois entre 2012 et 2020 pour atteindre 15.3 zettaoctets/an. Cette évolution appelle parallèlement à un accroissement des performances des composants télécom en transmission optique monomode dont le standard s’établit aujourd’hui à 100-200 Gbits/s pour évoluer vers 400-800 Gbits/s dans un futur proche. Bien que les cœurs de technologies semiconducteurs soient aujourd’hui disponibles pour répondre à cette demande, les coûts élevés d’assemblage des puces électroniques (EIC) et photoniques (PIC) ainsi que l’alignement avec les fibres optiques monomodes limitent la pénétration de cette solution technologique sur le marché. Afin de relever ce défi, une structure originale d’interposeur en verre a été proposée dans le cadre du laboratoire commun IEMN-STMicroelectronics. Ce substrat d’assemblage en verre présente des avantages distinctifs majeurs tels que i) l'alignement passif de la fibre externe, ii) l'alignement optique passif du PIC sur l'interposeur, iii) le transfert des fonctions optiques passives du PIC sur l'interposeur de verre et iv) une approche conservative réutilisant les coupleurs à réseau du PIC. Le contexte du packaging électro-optique étant posé, ce travail de thèse s’est concentré sur la fonctionnalisation de substrats de verre par photo-inscription ou micro-usinage laser en régime femtoseconde afin de structurer les guides d’onde optique, les miroirs de redirection du faisceau guidé et la couche de redistribution électrique en cuivre. En premier lieu, des guides optiques monomodes à 1310 nm de bonne qualité ont été obtenus et caractérisés, permettant une mise en évidence franche des effets d’absorption non linéaire, d’auto-focalisation et de filamentation. Une étude expérimentale complète a permis de déterminer les paramètres d’exposition laser et de gravure chimique pour la fabrication de miroirs photoniques. Enfin, une méthode originale de structuration des interconnexions basée sur le fractionnement et le décollement de la couche de cuivre par effet thermo-mécanique a été développée.

Cité Scientifique BP 30155 59653 VILLENEUVE D'ASCQ CEDEX Tél.:+33 (0)3 20 43 44 10