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Modélisation des vibrations axiales d'embrayage automobile et validation expérimentale

/ Aktir Yasser / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-04-2015
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Les progrès récents dans l’allègement des systèmes d’embrayage et la réduction de leurs vibrations torsionnelles, conduisent à l'émergence de bruits issus des vibrations se produisant le long de la direction axiale du système d'embrayage, tels que le « crissement d’embrayage » ou le « graillonnement au décollage du véhicule ». Bien que le crissement constitue une problématique fortement traitée ces dernières décennies, notamment dans le domaine du freinage, le crissement d’embrayage a été peu abordé. En ce qui concerne le graillonnement au décollage du véhicule, aucune investigation n’a été menée à ce jour. En effet, le caractère fortement non-linéaire du système d’embrayage rend difficile la modélisation de ce genre de phénomènes dans un système aussi complexe. Dans cette optique, le présent mémoire a pour objectif de répondre à cette problématique et de comprendre les mécanismes physiques initiant ces phénomènes vibro-acoustiques, à travers le développement d’un modèle éléments finis tridimensionnel de l’embrayage, recalé par rapport à des analyses expérimentales. L’étude a été abordée suivant deux axes. De fait, l’analyse de stabilité a été adoptée pour l’étude des instabilités de flottement responsables du crissement. Les résultats numériques ont permis de mettre en lumière le phénomène physique de coalescence entre une paire de modes doubles du système, synonyme d’instabilité. De plus, l’impact de l’amortissement et de l’axisymétrie dans la suppression de la nuisance sonore, a également été mis en évidence. Dans un second temps, la technique du mouvement forcé a été utilisée pour évaluer la réponse vibratoire de la chaîne cinématique du véhicule, en présence d’une excitation axiale au volant moteur. L’analyse a dévoilé la voie de propagation de l’excitation dans l’embrayage atteignant la boîte de vitesses et conduisant au graillonnement. En outre, de nombreux paramètres clés influençant ce phénomène vibro-acoustique, ont été discutés. Enfin, une proposition de solution à cette problématique est présentée et validée.

Tester le potentiel d’un puissant outil stratigraphique, les chitinozoaires, pour détecter le début de l’âge glaciaire du Paléozoïque Inférieur durant l’Ordovicien Inférieur à Moyen

/ Amberg Chloé / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-06-2016
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L’Ordovicien (485-443 Ma) a été témoin de changement majeurs au niveau de la biodiversité marine, tel que la « Grande Biodiversification Ordovicienne » (GOBE), mais aussi la première des cinq grande extinctions de masse lié à la glaciation de l’Hirnantien (env. 444 Ma), mais de nouvelles évidence tel que des isotopes stables, la stratigraphie séquentielle, les provinces planctoniques et les modélisations climatiques suggèrent que ce refroidissement global aurait commencé bien plus tôt que ce que l’on pensait, pendant l’Ordovicien Inférieur-Moyen. Mais ces études ne sont pas concluantes par elles-mêmes. Le but de cette étude est donc (1) de trouver des preuves supplémentaires d’une période glaciaire pré-Hirnantienne, en se concentrant sur la période la plus ancienne suggérée c.à.d. le Floien (Arénig inférieur-moyen), supposé coïncider avec le début de la GOBE, et (2) tester si les chitinozoaires peuvent être utilisé comme outil pour détecter les variations climatique de l’Ordovicien. Nous avons d’abord utilisé les chitinozoaires pour déterminer la nature d’alternances marno-calcaires de l’Ordovicien dans la région d’Oslo Asker, la plus vieille formation étudiée étant d’âge Arénig tardif, mais nous n’avons pas pu exclure une origine potentiellement diagénétique de ces dépôts. Deuxièmement, une biostratigraphie des chitinozoaires a été établie pour l’Arénig type au Pays de Galles pour observer la répartition spatiale des espèces-clés. En comparant le Trémadoc à l’Arénig, une augmentation du provincialisme est observée.

Développement d’un modèle de culture tridimensionnelle à partir d’explants entériques pour l’étude de la cryptosporidiose

/ Baydoun Martha / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 30-01-2018
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Plus de 20 % des cancers sont dus à une infection virale, bactérienne ou parasitaire. En effet, le parasite Cryptosporidium parvum (C. parvum) qui est capable d’induire, chez des souris immunodéprimées, le développement d'adénocarcinomes invasifs au niveau gastro-intestinal. Cependant, la compréhension de la pathogénicité de Cryptosporidium a été limitée par l'absence d'un système de culture en continu et à long terme. Il est donc indispensable d’améliorer les systèmes de culture in vitro en mimant le plus possible les conditions de l’in vivo. J’ai participé tout d’abord à la réalisation d’une étude épidémiologique sur des patients Libanais atteints ou non de néoplasies/adénocarcinomes digestifs. Le taux d’infection à Cryptosporidium était significativement plus élevé chez les patients atteints de cancers coliques comparativement aux autres groupes de patients. Offrant ainsi de nouveaux arguments en faveur d’un lien entre l’infection à Cryptosporidium et la pathologie cancéreuse chez l’homme. Ensuite, j’ai développé un modèle de culture tridimensionnelle (3D) à partir d’un côlon murin adulte. Ce système a permis le maintien de l’infection pendant 35 jours et il a mis en évidence le développement in vitro de lésions néoplasiques 27 jours post infection. Il s’agit, de la première description d'une induction de néoplasies intraépithéliales de bas grade dans un système de culture 3D, par un parasite. Afin d’automatiser ce système, j’y ai associé un dispositif de microfluidique. Ce dernier a permis le maintien de la culture pendant 8 jours. Il s’agit de la première description d'une culture tissulaire d’intestin sur un dispositif microfluidique viable pour 8 jours.

Development of magnesium-based alloys for biomedical applications

/ Bhat Panemangalore Devadas / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-01-2019
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Étant donné leur capacité à se dégrader à l'intérieur du corps, les implants biodégradables ont fait l'objet de nombreuses recherches médicales. Parmi tous les matériaux, c'est le magnésium, un élément indispensable du corps humain, qui conduit aux résultats les plus favorables car son module d'Young est similaire à celui de l'os. De ce fait, les méthodes adoptées afin d'améliorer le comportement du magnésium pur vis-à-vis de la corrosion sont les suivantes: a)Ajout d'éléments d'alliage comme le zinc, le calcium et l'erbium (Mg-2Zn-2Er, Mg-2Zn-0.6Ca-1Er, etc.) pour contrôler le comportement de dégradation b) Procédés secondaires tels que l'extrusion pour modifier sa microstructure c)Revêtements de surface à base de fluorure pour mieux protéger la surface. La première partie de cette thèse porte sur la caractérisation microstructurale d'alliages. La caractérisation microstructurale révèle la présence de MgZn2, de phases W (Mg3Zn3Er2) et i (Mg3Zn6Er) dans différents alliages. L'évaluation des propriétés mécaniques a révélé une augmentation des propriétés de traction et de compression des alliages ternaires et quaternaires par rapport aux alliages de Mg et de Mg-2Zn. Ces propriétés mécaniques améliorées sont attribuées à une réduction de la taille des grains, à la présence d'atomes de soluté et à des phases secondaires. Mg-2Zn-2Er et Mg-3Zn-0.5Er présentaient une résistance à la corrosion améliorée en raison de la microstructure à granulométrie fine et d'une répartition uniforme des phases secondaires. La viabilité cellulaire a été améliorée avec l'épaisseur du temps de revêtement et ces alliages pourraient servir de candidats potentiels pour d'autres tests in vivo.

Dynamique de la qualité des masses d’eau dans le bassin Artois-Picardie : compréhension des mécanismes actuels et prévision des évolutions dans un contexte de changement climatique

/ Bhurtun Pratima / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-12-2018
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La Selle Rivière, cours d’eau non canalisé du bassin Artois-Picardie est considérée par l’Agence de l’Eau comme une masse d’eau prioritaire dont la qualité est à améliorer. L’objet de ce travail a été d’étudier le comportement spatio-temporel de plusieurs substances déclassantes ou non, avec des échelles de temps allant du prélèvement ponctuel à la mesure haute fréquence, en passant par des échantillonneurs passifs intégrateurs. Nous nous sommes intéressés à plusieurs traceurs de la contamination urbaine, agricole et industrielle, au travers des nitrates, des phosphates, des éléments traces métalliques, de certains produits phytosanitaires et pharmaceutiques, et de la matière organique dissoute. Dans un premier temps, nous avons confirmé que la Selle est principalement alimentée par les eaux souterraines riches en nitrates, avec des teneurs résiduelles en atrazine qui se retrouvent dans le cours d’eau à des concentrations similaires. Par ailleurs, le bassin versant étant très agricole dans sa partie amont et avec des ilots urbains plutôt localisé en aval, quelques pesticides et médicaments sont retrouvés à l’état d’ultra-traces par temps sec, et des teneurs en phosphates souvent supérieures à 0,2 mg L-1. Les métaux sont peu présents dans le cours d’eau malgré des teneurs pouvant être élevées en sortie de stations d’épuration (notamment Gd et Zn) car les débits des stations représentent des apports mineurs. La mesure haute fréquence a permis de préciser des problèmes de qualité d’eau par temps de pluie avec des lessivages de sols, et des pics importants mais limités dans le temps en phosphore et carbone organique alors que l’on observe une dilution des nitrates. La composition de la matière organique étudiée par spectroscopie de fluorescence a permis de caractériser la signature spectrale de différents types d’eau (souterraine, de surface et effluent de station d’épuration) et de différencier les apports allochtones des apports autochtones. Enfin, ces résultats permettent de discuter qualitativement les futurs effets du changement climatique à l’échelle régionale sur l’évolution de la qualité de la Selle Rivière.

La spectrométrie de masse haute résolution : application à la FT-ICR bidimensionnelle et à la protéomique dans les domaines de l’archéologie et la paléontologie

/ Bray Fabrice / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 12-12-2017
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La spectrométrie de masse est une méthode d’analyse qui permet de travailler sur une large gamme d’échantillons. Elle est utilisée dans de nombreux domaines de recherche comme la chimie analytique, la protéomique, la lipidomique et la métabolomique… Dans un premier temps, mon travail s’est focalisé sur le développement d’une méthode indépendante d’analyse de données par spectrométrie de masse à transformée de Fourier bidimensionnelle. Pour augmenter la résolution en première dimension, une analyse FT-ICR 2D avec un échantillonnage non uniforme (NUS) a été développée. L’augmentation de la résolution dans la première dimension a permis l’obtention d’une haute résolution pour les ions précurseurs. La FT-ICR 2D a été utilisée avec succès pour l’analyse de triacylglycérols contenus dans du plasma mais aussi pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Dans un second temps, une stratégie protéomique conjointe bottom-up et top-down a été appliquée à l’analyse d’échantillons archéologiques et paléontologiques à partir d’ossements ou de céramiques. Le développement d’une méthodologie bottom-up, a permis à partir d’un ossement d’humérus d’espèce inconnus vieux de 120 000 ans l’identification des protéines et leurs modifications chimiques. Cet ossement a pu être attribué comme appartenant à Homo neanderthalis et les substitutions d’acide aminé avec Homo sapiens cartographiées. Une analyse top-down a été utilisée pour l’analyse d’échantillons archéologiques. Pour la première fois, une protéine (la caséine de lait) a été identifiée dans un échantillon archéologique d’amphore de l’époque de l’empereur Claude (1er siècle de notre ère) grâce la détection de grands fragments de caséine.

Etude du mécanisme de production de deux nouvelles molécules synthétisées par la voie non-ribosomique

/ Caradec Thibault / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-05-2015
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La voie de synthèse non-ribosomique représente une source importante de molécules d’intérêt. Mettant en jeu de larges complexes multi-enzymatiques, les Synthétases de Peptides Non Ribosomiques (NRPS), ce mode de production aboutit à la formation de peptides originaux d’une grande diversité structurale et fonctionnelle. Les problématiques de recherche de nouvelles molécules d’origines naturelles pour une utilisation dans différents domaines industriels font des molécules d’origine non-ribosomique de parfaites candidates pour la découverte des médicaments, surfactants ou antibiotiques des prochaines années. Les travaux décrits ont pour but l’étude du mécanisme de production de deux familles de molécules issues de la synthèse non-ribosomique, la kurstakine, un lipopeptide produit par Bacillus thuringiensis, et les PPCC (PentaPeptides Cycliques Chlorés), regroupant plusieurs molécules d’origine eucaryote. L’étude de la production de kurstakine par une série de mutants de B. thuringiensis a permis d’identifier plusieurs facteurs limitant la production de cette molécule, et d’ouvrir la voie à la mise en place de procédé de production en milieu liquide de cette molécules. L’étude des PPCC a permis d’identifier plusieurs gènes NRPS potentiellement impliqués dans la production de ces familles de molécules dans le génome de deux moisissures.

Effect of metal dispersion on the catalytic performance of monometallic Ni/SBA-15 and Cu/SBA-15 catalysts in the hydroconversion of HMF

/ Chen Shuo / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 09-05-2019
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La production d'additifs pour les carburants, d’indices d'octane élevés, à partir des molécules biosourcées telles que le 5-hydroxyméthylfurfural (HMF) est le sujet de nombreuses études. Les catalyseurs à base de Pt, de Pd et de Ru sont décrits comme particulièrement actifs dans la réaction de conversion du HMF en 2,5-diméthylfurane (DMF) et en 2,5-diméthyltétrahydrofurane (DMTHF). Cependant leur substitution dans les formulations catalytiques est souhaitable compte tenu de leur coût élevé et de leur faible disponibilité. Les éléments de substitution peuvent être certains métaux de transition (par exemple Cu ou Ni), plus abondants, mais généralement moins actifs. Mes travaux de recherche ont donc portés sur la préparation de catalyseurs, à base de métaux de transition, actifs et sélectifs pour l'hydrogénation du HMF en des molécules pouvant être incorporées dans les carburants. Les phases actives étudiées au cours de mon doctorat reposent sur les métaux de transition Ni et Cu. Ces phases actives ont été supportées sur des silices mésoporeuses de type SBA-15. L'étude est divisée en deux parties distinctes, en fonction du métal étudié. La première partie du doctorat présente les résultats obtenus avec des catalyseurs monométalliques Ni supportés. Dans un premier temps, l'optimisation des paramètres de réaction pour l'hydroconversion sélective du HMF en DMF et en DMTHF a été réalisée en utilisant un catalyseur préparé par la méthode d'imprégnation à humidité naissante d’une solution du précurseur nitrate (Chapitre 3). Les paramètres de réaction optimisés incluent la température de réaction, la pression de dihydrogène, le rapport molaire HMF/Ni et le temps de réaction. Une étude cinétique préliminaire a également été réalisée. L’effet de la dispersion et de la taille des particules métalliques de Ni sur les performances catalytiques des catalyseurs Ni/SBA-15 a été étudié sur des matériaux préparés par la méthode d’infiltration à l'état fondu des précurseurs nitrates (Chapitre 4). Le niveau de dispersion du nickel a été modifié en utilisant des supports SBA-15 contenant des porosités d’interconnexion différentes et obtenues à différentes températures de synthèse. Les résultats montent que le catalyseur Ni/SBA-15, préparé par la méthode simple IWI, permet d’atteindre des rendements élevés en DMF et DMTHF dans des conditions réactionnelles optimales. Le niveau de dispersion du Ni, tel qu’observé à partir des matériaux obtenus par infiltration des sels fondus, a quant à lui un effet significatif sur l'activité catalytique du catalyseur. La deuxième partie de mes travaux de recherche porte sur les propriétés catalytiques des catalyseurs monométalliques à base de Cu/SBA-15 préparés par différentes méthodes, et présentant des états de division de la phase Cu différents (Chapitre 5). Les modes de synthèse appliqués incluent la méthode d’imprégnation à humidité naissante (IWI), la méthode d'autocombustion in situ (ISAC) et la méthode de déposition par précipitation (DP). La première partie de l’étude a donc portée sur l'optimisation des conditions de réaction pour l'hydroconversion sélective du HMF en DMF (avec le catalyseur Cu/SBA-15 préparé par la méthode ISAC). Les paramètres de réaction optimisés, comme dans le cadre de l’étude avec Ni/SBA-15, ont été la température de réaction, la pression de dihydrogène, le rapport molaire HMF/Cu et le temps de réaction. La réutilisation du catalyseur a également été étudiée, et une étude cinétique de la transformation du HMF sur Cu menée. Cette partie démontre que l’activité du Cu pour la conversion sélective du HMF en DMF dépend principalement de l’état de dispersion du Cu. L'utilisation de la méthode DP a conduit à un catalyseur Cu/SBA-15 hautement divisé, ce qui a permis d’atteindre des rendements élevs en DMF.

Artificially induced anisotropy of thermal conductivity in 2D Si phononic membranes

/ Didenko Stanislav / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-06-2019
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Ce travail de thèse est consacré au développement de mécanismes pratiques pour le guidage de chaleur dans des nanostructures de silicium de faible dimension. Les applications vont du domaine de la gestion thermique des circuits intégrés aux technologies et matériaux thermoélectriques émergents à base de Si, dans lesquels le guidage thermique de la chaleur peut jouer un rôle important. L'objectif est d'étudier expérimentalement la faisabilité d'une anisotropie de conductivité thermique (κ) dans le plan, induite artificiellement, des membranes nanostructurées en Si. En combinant la thermométrie Raman, la modélisation optique et la modélisation par éléments finis (FEM), il a été possible de mesurer le gradient thermique, la conductance de la membrane et de déterminer les conductivités thermiques effectives. Cette expérience confirme la possibilité d’induire artificiellement une anisotropie élevée de κ dans des membranes en silicium. Un modèle FEM paramétré conçu à dessein a démontré la mise en œuvre possible des effets anisotropes induits dans le domaine de la gestion thermique des circuits intégrés.

Étude de la diversité du domaine Bacteria et du règne Fungi au cours du rouissage du lin sur champ par une approche de metabarcoding

/ Djemiel Christophe / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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Le rouissage du lin cultivé (Linum ustitatissimum L.) sur champ est un procédé naturel, rapide et semi-contrôlé durant lequel les parois végétales sont partiellement dégradées par les micro-organismes afin de faciliter l’extraction des fibres pour différents usages industriels. Le sous- et le sur-rouissage sont associés à une mauvaise qualité de fibre, il est donc essentiel de maîtriser ce processus. La microbiologique du rouissage reste encore mal caractérisée en raison d’études basées uniquement sur des approches de cultures dépendantes et d’identification phénotypique. La mise en place d’une approche de metabarcoding au cours de trois campagnes, nous a permis de caractériser l’évolution des membres et structures du domaine Bacteria et du règne Fungi, à l’échelle de son écosystème, pour la toute première fois. L’assignation taxonomique des OTUs (Operational Taxonomic Units) a permis l’identification de nouveaux taxa encore non associés au rouissage et notamment le phylum Bacteroidetes, très représenté. Grâce aux analyses multivariées et aux tests de corrélations, nous avons identifié plusieurs facteurs influençant ce processus. Nous avons démontré : (i) que le retournement des andains a un effet significatif sur les structures microbiennes, (ii) de l’existence d’un effet "terroir" avec des communautés bactériennes affectées par les précipitations et (iii) de l’existence d’un effet "millésime" avec des variations de structures fongiques expliquées par les températures. Les prédictions des CAZomes (Carbohydrate-Active-Enzymes) bactériens nous ont permis d’identifier des familles potentiellement impliquées dans la dégradation des parois cellulaires qui serviront de base pour une étude plus approfondie par méta-transcriptomique.

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