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Caractérisation et amélioration de rechargements de pièces massives soumises à l’usure sous fortes sollicitations cycliques : optimisation de la tenue en service

/ Duquenne Maurin / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-12-2012
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Cette étude a pour objectif d’optimiser la durée de vie du corps broyant du broyeur Horomill® développé par la société Fives FCB. La pièce maîtresse qui assure le broyage par compression est la frette qui est constituée d’un rechargement dur déposé par soudage sur un acier type P355NH. La frette après rechargement est assemblée par frettage sur un arbre. Ces deux opérations introduisent des champs de contraintes résiduelles qui s’ajoutent aux contraintes cycliques de service. Ces sollicitations complexes peuvent induire des endommagements de type fatigue/usure/abrasion. Dans ce travail on aborde le problème de l’amélioration de la tenue en service par les trois volets complémentaires suivants : Le premier volet s’attache à la caractérisation métallurgique et mécanique des rechargements dans l’objectif de proposer un rechargement avec une microstructure performante contre l’usure par abrasion. Le deuxième volet traite de l’influence des contraintes résiduelles dues au procédé de rechargement. Des solutions de rechargement avec sous-couche ont été étudiées. Les contraintes résiduelles associées ont été déterminées. Des essais de fatigue en flexion trois points avec ces différentes configurations ont été menés pour évaluer leur influence sur la durée de vie et l’amélioration apportée par les sous-couches. Le troisième volet s’intéresse au dimensionnement de ces structures. Afin de généraliser les résultats obtenus et d’aborder le problème de fatigue, une modélisation numérique par éléments finis a été réalisée. Cette modélisation considère le problème depuis la phase de frettage jusqu’au calcul de durée de vie en fatigue.

Développement d'un nouveau procédé propre en tannerie pour l'épilage de peaux de veau par traitement protéolytique et oxydatif de surface

/ Dhordain Pauline / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-04-2013
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Mon travail de thèse a permis de démontrer la faisabilité d’un procédé d’épilage mixte des peaux de veau, moins polluant que le procédé conventionnel. Des essais d’épilage réalisés avec la papaïne ont permis de montrer son implication dans l’hydrolyse de la kératine souple au niveau de l’épiderme et des gaines épithéliales, contribuant ainsi a la chute du poil. De plus, d’après les analyses effectuées en MEB, le collagène n’est pas abrase par ce traitement enzymatique. Cependant, l’épilage a la papaïne est de 97%, un traitement complémentaire est donc nécessaire pour obtenir un épilage total. Le peroxyde d’hydrogène a permis de terminer cet épilage en favorisant la dissolution des fins poils restant sur la peau, tout en conservant le collagène intact. Un procédé mixte « chimique-enzymatique » a été développé à l’échelle semi-industrielle. Un prétraitement enzymatique avec 0,3% de papaïne suivi d’un traitement chimique avec 4% de peroxyde d’hydrogène a permis l’obtention d’un épilage total. Compare au procédé conventionnel, ce procédé mixte permet de diminuer la DCO, la DBO et les MEST de respectivement 29,5%, 26,5% et 95%. Cependant, le procédé d’épilage mixte est beaucoup plus couteux, 3800€ contre 60€ pour traiter 1 tonne de peaux. Ce procédé mixte restant relativement onéreux, une stratégie de recherche de microorganismes possédant des propriétés kératinolytiques a partir de peaux en putréfaction, a permis d’isoler un microorganisme identifie comme étant un Bacillus cereus. La mise en culture de ce microorganisme dans un milieu contenant essentiellement des plumes a permis d’extraire un surnageant avec une activité kératinolytique et capable d’épiler la peau de veau.

Approche expérimentale de valorisation des sédiments de dragage dans des applications de Génie Civil

/ Khezami Issameddine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-12-2014
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La thématique sur la valorisation des sédiments est en plein essor depuis plusieurs années. Elle concerne principalement les sédiments marins et fluviaux. Quant à ces derniers, ils présentent une composition physico-chimique particulière avec des teneurs en matière organique plus élevées et en minéraux plus faibles par rapport aux sédiments marins. De plus, par comparaison avec d’autres régions du territoire Français, les sédiments de la région Nord -Pas de Calais, sont caractérisés de “contaminés”. C’est la raison pour laquelle plusieurs travaux de recherche sont entamés afin de trouver de nouvelles pistes de développement des sédiments fluviaux en génie civil. L’objectif principal de ce travail de recherche est de proposer une solution pour l’utilisation des sédiments de dragage principalement trois sédiments fluviaux provenant de la région Nord-Pas-de Calais pour une valorisation en couche d’assise routière, en éco modelé paysager et pour l’élaboration de matériaux cimentaires. Du point de vue gestion expérimentale, le choix des sédiments et des mélanges a été fixé par les exigences de chaque filière de valorisation. Pour cela, un mélange du sédiment de Croix et Deûle a été choisi pour la valorisation en butte paysagère, une formulation à base du sédiment de la Deûle et du Hem a été étudiée pour une valorisation en technique routière. Quant à la valorisation en matériaux cimentaires, on avait utilisé le sédiment de la Deûle. Le choix des différentes formulations avait été validé par un modèle mathématique d’aide à la décision.Ce travail a été réalisé en collaboration avec le GPMD et LMCU.

La signalisation calcique dans l’homéostasie de l’épiderme et au cours du vieillissement : implication dans le cancer

/ Raphaël Maylis / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-12-2014
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L’épiderme est la partie superficielle de la peau. Ce tissu, parfaitement organisé, est principalement composé de kératinocytes dont la prolifération dans la couche basale garantit le renouvellement constant des cellules supérieures qui suivent le processus de différenciation terminale et viennent desquamer en surface. Cela assure l’homéostasie de l’épiderme. Toute dermatose est liée à une dérégulation de la balance prolifération/différenciation des kératinocytes dont l’incidence, pour certaines, augmente avec l’âge. Or, ces deux processus sont fortement régulés par le calcium qui est présent dans l’épiderme sous forme d’un gradient croissant vers la surface. Nous avons suivi l’expression de 90 gènes, impliqués dans la signalisation calcique, au cours du vieillissement de l’épiderme. Grâce à nos collaborations, nous avons obtenu une vingtaine d’échantillons de peau provenant de sujets sains de 19 à 70 ans. La même a été réalisée à partir de cultures primaires de kératinocytes humains afin de déterminer l’expression spécifique de ces gènes dans la différenciation induite par le calcium ou la sénescence réplicatives des kératinocytes. Ensuite, le rôle du canal Orai1 a plus particulièrement été décortiqué dans la physiologie de l’épiderme et nous avons montré que celui-ci maintient les kératinocytes à l’état indifférencié prolifératif et intervient dans la migration de ces cellules. Enfin, nous avons examiné l’implication des canaux Orai1 et TRPV6 dans la progression d’un cancer épithélial, le cancer de la prostate, que nous pourrions maintenant transposer dans les cancers cutanés baso- et spino-cellulaires.

Étude de l’agrégation des protéines intrinsèquement désordonnées impliquées dans les maladies d’Alzheimer et de Parkinson

/ Lopez Juan / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-01-2015
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Face au vieillissement accru de la population, les maladies neurodégénératives sont désormais un problème de santé publique majeur. Dans plusieurs cas, les dépôts amyloïdes sont constitués de fibres d’IDP (« intrinsically disordered protein »), comme par exemple le peptide Aβ dans les plaques séniles et TAU dans les PHF retrouvés dans la maladie d’Alzheimer, ou encore l’Alpha synucléine dans les corps de Lewy retrouvés dans la maladie de Parkinson. Dans ces maladies, l’accumulation de fibres amyloïdes est au cœur des mécanismes de neurodégénérescence. Ainsi, comprendre les mécanismes biologiques qui mènent à la formation des fibres peut permettre d’envisages de nouveaux traitements et/ou des molécules capables de ralentir ou arrêter la progression de ces pathologies. Ces travaux de thèse vont, dans une première partie, développer les nouvelles méthodologies appliquées à l’étude des IDPs par RMN. Dans une deuxième partie, ils s’attacheront à mieux comprendre les mécanismes d’agrégation de deux IDPs très impliquées dans des maladies neurodégénératives. Le premier cas étudié sera celui de la protéine TAU, impliquée dans la maladie d’Alzheimer, et le deuxième cas sera celui d’Alpha synucléine, impliquée dans la maladie de Parkinson.

Impact de la pollution de l'air en milieu industriel sur l'accumulation et le transfert foliaire des métaux dans les végétaux

/ Dappe Vincent / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 07-12-2015
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Les sites industriels de production et de recyclage de métaux ferreux et non-ferreux sont à l’origine d’émissions locales dans l’atmosphère de particules riches en métaux et métalloïdes (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) qui peuvent avoir un impact sur l’environnement et la santé humaine. En particulier, lorsque ces industries sont situées près de zones urbaines, ces particules peuvent contaminer les sols et les végétaux lors de leur retombée, induisant ainsi un risque sanitaire pour les populations. La contamination des plantes potagères par les métaux est un sujet de préoccupation des pouvoirs publics et de la communauté scientifique. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux, dans les réseaux trophiques, est donc d’importance majeure pour évaluer les risques sanitaires. Si la contamination des végétaux par le transfert sol-plantes a donné lieu à de nombreuses études, la contamination des plantes potagères par la voie foliaire n’est plus à ignorer, comme le montrent des travaux récents. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux a été effectuée in situ et en conditions contrôlées pour différents végétaux consommables aux caractéristiques morphologiques différentes (laitue, ray-grass, chou commun). L’accumulation des métaux, leur transfert dans les végétaux et l’évaluation des impacts phytotoxiques, caractérisés par des techniques de microscopie et de spectrométrie (MEB-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, RPE…) ainsi que par des tests biologiques (activité photosynthétique, génotoxicité, expression génique), ont été discutés en fonction de la concentration en métaux, de leur spéciation et de leur localisation sur/dans les feuilles et du temps d’exposition.

Transient receptor potential (TRP) channel role in prostate cancer invasion and angiogenesis regulation

/ Bernardini Michela / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Università degli studi (Turin, Italie) / 10-12-2015
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Le cancer de la prostate (CaP) représente la deuxième cause de mortalité par cancer dans les pays développés. L'invasion des tissus environnants et l'angiogenèse tumorale promeut la métastase de CaP vers des organes éloignés. L’expression de plusieurs canaux TRP (Transient Receptor Potential) est dérégulée dans les cellules cancéreuses et les cellules endothéliales (CE) dérivées de tumeurs. Ils ont donc été proposés comme marqueurs pour la progression du cancer ainsi que comme cibles potentielles pour une thérapie pharmaceutique. Afin d'étudier les canaux TRP dans la vascularisation du CaP, nous avons isolé et caractérisé trois lignées de CE derivées du CaP (PTEC). Nous avons testé sur les PTEC l'effet de deux molécules anti-angiogénique en combinaison avec des médicaments anti-androgèniques. Les résultats démontrent un comportement résistant des PTEC à des médicaments anti-angiogéniques par rapport à des CE normales. Nous avons criblé l'expression de tous les canaux TRP dans les CE saines et celles dérivées de trois types tumoraux (prostate, sein, rein). Nous avons identifié cinq candidats ‘spécifiques’ du CaP dérégulés seulement dans les PTEC qui ont été caractérisés au niveau fonctionnel et leur rôle potentiel en tant que modulateurs de l'angiogenèse in vitro a été testé. En outre, nous avons étudié le rôle inhibiteur de TRPM8 dans la migration des cellules cancéreuses prostatiques CaP et nous avons également détecté TRPM8 dans les CE dans lesquelles nous avons observé aussi un rôle anti migratoire de TRPM8. Pris dans leur ensemble, nos résultats mettent en lumière de nouveaux acteurs moléculaires pour cibler sélectivement la progression du CaP et son angiogenèse.

Réseaux d'eau intelligents : surveillance de la qualité de l'eau par des capteurs en ligne

/ Abdallah Amani / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-12-2015
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L'objectif de ce travail de thèse est d'évaluer les performances des systèmes proposés pour le contrôle en temps réel de la qualité d’eau dans le réseau d’eau potable. Il a été mené dans le cadre du projet européen SmartWater4Europeet du projet SunRise qui vise la construction d’un démonstrateur à grande échelle de la ville intelligente et durable sur le Campus de la Cité Scientifique. Le travail comporte 4 parties: La première partie présente une étude bibliographique des travaux réalisés sur le suivi en temps réel de la qualité de l’eau. Il présente les paramètres utilisés pour surveiller la qualité de l’eau et les technologies disponibles pour suivre ces paramètres. La seconde partie présente la construction d’un pilote en laboratoire pour l’analyse des performances des systèmes de contrôle de la qualité de l’eau et une description des systèmes utilisés (EventLab, s::can et Intellisonde). La troisième partie est consacrée à l’étude de l'efficacité du suivi du chlore pour la détection des contaminants microbiens. Les résultats montrent que le suivi du chlore constitue un outil efficace pour la surveillance de la qualité microbiologique de l'eau potable. La quatrième partie présente les réponses des systèmes utilisés à l’injection de contaminants. Les essais montrent une grande fiabilité d’EventLab et de S::can pour détecter les contaminants chimiques. Concernant les contaminants biologiques, s::can montre une capacité à détecter ces contaminants pour des concentrations bactériennes supérieures à 106UFC/ml. La dernière partie présente le réseau d'eau de la Cité Scientifique qui constitue le support du projet « SunRise». Les résultats des tests de contrôle de la qualité de l’eau sont présentés et analysés. On donne aussi la localisation des systèmes de contrôle de la qualité de l’eau qui seront installés sur le réseau d’eau.

Contribution et rôles dans la tumorigenèse des ARN non codants transcrits au locus H19/IGF2 : H19 et 91H

/ Vennin Constance / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-03-2016
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Le locus H19/IGF2 est soumis à l’empreinte génomique. A partir de l’allèle maternel, deux ARN non codants sont exprimés : H19 et 91H. L’ARN H19 est le précurseur de microARN (miR-675) dont aucune cible n’a été décrite dans la glande mammaire. Nous avons donc recherché et validé plusieurs cibles de ses microARN permettant d’expliquer les propriétés oncogéniques d’H19. En effet, le miR-675 régule l’expression des gènes c-Cbl, Cbl-b et FADD dans les cellules cancéreuses mammaires. Ces nouvelles régulations permettent l’augmentation de la prolifération cellulaire, la migration/invasion mais aussi la résistance aux apoptogènes. Dans cette étude, de manière inattendue et surprenante, nous avons également découvert un nouveau mécanisme de recrutement des microARN. Nous montrons que les protéines associées aux ARNm peuvent favoriser le recrutement du complexe RISC, mais surtout moduler l’action de celui-ci. De plus, dans certains cancers, l’ARN H19 peut s’associer aux protéines, notamment la protéine P53 dans les cancers gastriques, pour moduler leur fonction. Dans le cancer du sein, cette interaction empêche l’action de P53 et favorise sa dégradation. Cette nouvelle régulation de P53 peut être responsable de certaines résistances tumorales. Par ailleurs, l’implication d’H19 dans la formation et le maintien des cellules souches a été mise en évidence. Cette nouvelle fonction peut permettre à l’ARN H19 de promouvoir l’initiation ou la récidive tumorale. Les fonctions du long ARN non codant 91H dans les cellules cancéreuses mammaires ont également été étudiées. Cet ARN possède des propriétés oncogéniques et permet l’expression des gènes H19 et IGF2 en modulant la conformation de la chromatine au locus. Pour conclure, j’ai identifié plusieurs modes d’action de l’ARN H19 lui permettant de promouvoir l’apparition de la tumeur, sa progression et sa résistance aux thérapies. J’ai également défini le rôle de l’ARN 91H dans la tumorigenèse et au locus H19/IGF2.

Développement de catalyseurs à base de silice mésostructurée et de tungstène pour l'oxydésulfuration de charges modèles et de gazoles

/ Estephane Georgette / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-06-2016
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L’oxydésulfuration (ODS) est une méthode alternative à l’hydrodésulfuration conventionnellement utilisée pour diminuer la teneur en soufre des charges pétrolières, qui permet d’oxyder les molécules sulfures en sulfones, à basse température, pression atmosphérique et sans utilisation d’hydrogène. Ce travail propose le développement de catalyseurs d’ODS à base de tungstène et de différents types de silices mésostructurées : SBA-15, KIT-6 et COK-12. L’acide phosphotungstique de type Keggin (HPW) a été introduit selon deux voies de synthèse, l’imprégnation à sec et la synthèse directe. Quelle que soit la voie de synthèse, l’HPW est conservé sur les catalyseurs calcinés avec une bonne dispersion jusqu’à des teneurs élevées. Une analyse ToF-SIMS révèle que l’interaction W-Si est plus importante dans les solides incorporés issus de la synthèse directe. Les catalyseurs ont ensuite été testés en ODS de charges modèles et réelles de type gazoles, avec des teneurs en soufre variant de 50 à 2000 ppm. D’une manière générale, les catalyseurs de l’étude sont très performants comparés à ceux obtenus par imprégnation d’une silice commerciale et présentent des conversions quasi-totales, toutes charges confondues. Dans les mélanges modèles, les molécules soufrées présentent des réactivités différentes (DBT> 4,6-DMDBT> C1-BT). Dans les charges réelles, un travail conséquent et innovant d’identification des sulfones a permis de suivre l’évolution des différentes espèces en cours de réaction. Un premier test de durée de vie réalisé dans un réacteur à lit fixe sur un catalyseur incorporé a montré une oxydation totale du gazole à 2000 ppm en soufre pendant 6 jours.

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