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Rôle des récepteurs nucléaires Rev-erba et Rev-erbb dans le contrôle circadien du métabolisme et le maintien de l’homéostasie énergétique

/ Duez Hélène / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 25-11-2014
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La prévalence du diabète et de l’obésité ne cesse d’augmenter partout dans le monde. Le surpoids (et l’obésité), le manque d’activité physique et le travail posté sont parmi les causes principales du développement des maladies métaboliques et de leurs conséquences cardio-vasculaires. Une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents reste un enjeu de santé publique afin de développer des stratégies thérapeutiques et de changement de style de vie pour améliorer la prise en charge de ces patients. Les récepteurs nucléaires Rev-erbα et Rev-erbβ sont des composants de l’horloge et des régulateurs métaboliques activables par des ligands synthétiques. Ils pourraient donc être des cibles intéressantes pour le développement de nouvelles molécules à visée thérapeutique. Des travaux menés par notre équipe, ainsi que d’autres équipes internationales, ont montré que Rev-erbα joue un rôle majeur dans le métabolisme des lipides, du glucose et des acides biliaires, l’adipogenèse, la réponse inflammatoire des macrophages, et dans le métabolisme du muscle squelettique. Rev-erbβ, tout comme Rev-erbα, participe au contrôle circadien de la synthèse hépatique des lipides. Nous continuerons à étudier leur fonction, en particulier au sein du tissu adipeux et du muscle, et dans le dialogue inter-organes. Nous identifierons de nouveaux(elles) gènes/voies de signalisation cibles de Rev-erbα et Rev-erbβ et ainsi de déterminerons leur potentiel comme nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des maladies métaboliques prenant en compte les rythmes biologiques.

Une ballade en forêts aléatoires : Théorèmes limites pour des populations structurées et leurs généalogies, étude probabiliste et statistique de modèles SIR en épidémiologie, contributions à la géométrie aléatoire

/ Tran Viet Chí / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 24-11-2014
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Cette habilitation contient trois parties. Le premier chapitre s'intéresse à modèles individu-centrés de populations structurées, où les dynamiques individuelles (reproductions, compétitions, morts, vieillissement) sont supposées dépendre du passé, au travers des âges des individus ou de leurs lignées ancestrales, et de covariables héréditaires (sauf lorsqu'il y a mutation), appelées traits. En grandes populations, les processus aléatoires à valeurs mesures décrivant ces populations peuvent être approchés par des solutions d'EDP ou par des processus diffusifs, suivant les échelles de temps en jeu. Dans ce deuxième cas de figure, des phénomènes d'homogénéisation se produisent pour le vieillissement. Des méthodes de martingales introduites par Kurtz sont utilisées pour séparer échelles de temps lentes et rapides, répondant ainsi à des questions étudiées entre autres par Dynkin, Kaj et ses co-auteurs... mais non résolues dans les cas considérés ici. Pour décrire l'évolution des généalogies, des processus de naissances et morts historiques, au sens de Dawson et Perkins, sont proposés et nous en étudions les limites super-processus. La loi de la trajectoire ancestrale d'un individu tiré au hasard à un instant donné est difficile à décrire. Dans le cas sans interaction, nous pouvons répondre à cette question, en utilisant des représentations 'many-to-one', mettant en évidence des phénomènes de biais. Une application pour les modèles multi-niveaux est considérée. La seconde partie de ce chapitre s'intéresse à l'introduction de démographie et d'aléa dans deux modèles de génétique des populations. Un premier modèle, pour expliquer la génération et le maintien de la diversité neutre en présence de traits sous sélection, nous apporte un éclairage nouveau sur les phylogénies qu'il est possible de reconstruire à partir du polymorphisme génétique observé à un temps donné. Ensuite, une étude de populations possédant des systèmes de reproduction auto-incompatibles (par exemple les plantes à fleurs) est exposée, amenant à des problèmes de marches aléatoires non homogènes sur le quart de plan positif et absorbées sur la frontière. Dans le second chapitre, nous présentons des modèles probabilistes et statistiques pour l'épidémiologie, motivés par les données collectées entre 1986 et 2006 à Cuba par le système de contact-tracing pour le SIDA. L'estimation statistique, par exemple pour évaluer les efficacités respectives de différents modes de dépistage, est rendue difficile par le fait que les personnes infectieuses non dépistées sont inobservées. L'ABC, une méthode bayésienne, apparaît comme adaptée au problème et au format et à la taille des données. Nous avons également une observation partielle des graphes d'infections et de détections pour Cuba (5389 noeuds reliés par 4073 arêtes, avec une composante géante de 2386 noeuds et 3168 arêtes, ce qui est unique dans la littérature sur le SIDA). [...]

Contribution à l’ingénierie sûre des systèmes dynamiques complexes : Applications aux systèmes de contrôle/commande ferroviaires

/ Ghazel Mohamed / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 18-11-2014
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Dans ce manuscrit je présente une synthèse de mes activités de recherche, d’enseignement, d’encadrement et d’implication dans différents projets de recherche nationaux et européens. En particulier, les travaux de recherche détaillés dans le manuscrit portent sur des aspects relatifs à la sécurité des systèmes complexes de contrôle/commande, avec des applications dans le domaine ferroviaire. Les contributions sont présentées selon deux axes : 1. L’axe Ingénierie des exigences, et notamment l’étape de spécification qui consiste à exprimer les contraintes, propriétés et règles que le système doit satisfaire : Cette étape est cruciale dans un processus d’ingénierie d’un système complexe notamment quand il s’agit d’un système qui présente un niveau de criticité élevé. En effet, la qualité des spécifications conditionne plusieurs étapes dans le cycle de développement. Les contributions apportées sur ces aspects fournissent des résultats en termes de raffinement/formalisation des exigences des systèmes critiques, tout en considérant différentes formes de départ des spécifications (modèle semi-formel, langage naturel, from scratch). Le niveau de rigueur ainsi obtenu des reformulations des spécifications est tel que l’utilisation des approches formelles pour la phase de vérification/validation devient systématique. 2. L’axe Surveillance, et en particulier les activités de détection et diagnostic dont l’objectif est d’assurer le suivi du comportement du système, et déceler et identifier les éventuels dysfonctionnements : Généralement, les techniques de monitoring peuvent être classées selon différents critères. Parmi les critères utilisés, on peut citer l’utilisation de modèles et le type de modèle utilisé. Ici, nous nous plaçons dans un contexte où nous disposons d’un modèle discret du comportement du système. En effet, à un niveau d’abstraction suffisamment élevé, les modèles discrets peuvent représenter une base appropriée pour les tâches de monitoring. Dans ce contexte, deux questions majeures sont posées : la diagnosticabilité qui assure que toute défaillance (ou classe de défaillance) peut être détectée et identifiée dans un délai fini suite à son occurrence, et le développement d’un diagnostiqueur pour le suivi du comportement en ligne. Dans ce manuscrit nous détaillons trois contributions majeures relatives au diagnostic à base de modèles discrets. La première contribution considère des modèles de type réseaux de Petri labélisés et préconise l’usage de techniques d’exploration incrémentale et à la volée de l’espace d’état en vue d’analyser la diagnosticabilité du système et développer un diagnostiqueur en ligne. Des expérimentations sur des benchmarks ont été menées et les résultats obtenus en termes de complexité montrent une bonne efficacité comparés aux approches de référence de diagnostic des SED, qui se basent sur une exploration exhaustive de l’espace d’état. [...]

Miniaturisation et réactivité en flux

/ Penhoat Maël / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 14-11-2014
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Il existe une corrélation forte entre le temps de réaction et le dimensionnement de l’environnement chimique. Ceci est principalement relié à des temps de diffusions moléculaires minimisé, des échanges thermique accélérés, et à un rapport surface sur volume accru lorsque la taille du dispositif réactionnel diminue. La miniaturisation des dispositifs réactionnels permettrait ainsi de considérablement diminuer le temps de réaction et de s’approcher d’un cas idéal ou seules les deux molécules réactives se trouvent dans un milieu réactionnel réduit. Néanmoins la miniaturisation a ses limites. En effet, la diminution d’échelle entraîne un bouleversement de la physique des fluides accompagné d’une montée en perte de charge et requiert l’emploi de technologies de plus en plus complexes et couteuses afin de manipuler les différents réactifs dans des volumes de plus en plus restreints. De même, le volume réactionnel diminue limitant ainsi les quantités de matières transformées et lorsque la réaction est menée en flux continu sa durée maximale est limitée. Enfin, l’introduction d’échantillons solides devient impossible. L’ensemble de ces contraintes constituent autant de challenges à relever pour la conduite de réactions en conditions micro- et nanofluidiques. A travers plusieurs travaux, nous avons montré comment les aspects liés à l’élaboration de dispositifs microfluidiques, via l’introduction de dispositifs de poussée des fluides adéquats, de dispositifs d’activation intégrés (thermique, microonde, photoniques) et la fonctionnalisation de surface des réacteurs par des catalyseurs permettaient de pallier à la plupart de ces contraintes et de définir la base de nouveaux outils pour le chimiste de synthèse. Ainsi les différents travaux menés ont permis de montrer une réactivité qui diffère des lois cinétiques classique en fonction : (i) de la qualité du mélange appliqué, (ii) de la rapidité de l’échange thermique ou (iii) encore du dimensionnement du réacteur. L’introduction de sources d’activations par rayonnement microonde, lumineux ou encore l’incorporation de catalyseurs ont été menés avec succès. Ces résultats permettent via le contrôle fin de la polydispersité de nanomatériaux inorganiques de dégager un certain nombre de perspectives innovantes, situées à la frontière de ces différents axes de recherche, pour le développement futur de dispositifs micro- et nanofluidiques photocatalytiques actifs dans le domaine du visible. De même les savoirs faire acquis permettent d’envisager des applications pour l’intensification des procédés en flux sous activation thermique ou photochimique ainsi que l’introduction d’approches photocatalytiques innovantes.

Modélisation et homogénéisation numérique du comportement mécanique des matériaux hétérogènes

/ Kanit Toufik / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 07-11-2014
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Mes activités de recherche sont menées sous la thématique de la modélisation du comportement mécanique et thermique multi-échelle des matériaux hétérogènes à morphologie aléatoire. Les milieux hétérogènes étudiés représentent un grand spectre de matériaux. La modélisation numérique du comportement mécanique et thermique des milieux hétérogènes, sous forme de calcul numérique direct des microstructures, est largement utilisée dans mes travaux de recherche. Avec cette technique, de nombreux résultats on été présentés, analysés et discutés. En effet, de nombreuses questions dans la mécanique des matériaux hétérogènes restent sans réponse. La complexité des moyens expérimentaux et des calculs analytiques font en sorte que le calcul numérique direct, appliqué à des microstructures hétérogènes, constitue une démarche robuste pour apporter des éléments de réponse à ces problématiques. Les avancées, importantes et prodigieuses, du calcul numérique et scientifique de structures, dans les dernières décennies, ouvrent de nouveaux horizons et perspectives. La mécanique multi-échelle des matériaux, le maillage tridimensionnel d’images réelles, le calcul parallèle, les algorithmes complexes pour les lois de comportement non linéaires, permettent aujourd’hui d’aborder le calcul numérique de microstructures hétérogènes. Durant mes travaux de recherche, le calcul numérique, appliqué directement à l’imagerie réelle ou virtuelle des matériaux hétérogènes, a permis d’apporter des réponses à plusieurs questions d’homogénéisation linéaire et non linéaire, en comportements mécanique et thermique. La caractérisation et l’optimisation des structures textiles soumises à un impact balistique ont été étudiées aussi comme un exemple de comportement d'autres milieux hétérogènes en dynamique rapide. L’objectif est d’établir une modélisation multi-échelle pour la représentation géométrique des tissus textiles et pour la prédiction de leur comportement dynamique dans le cas d’un impact balistique. Cette modélisation permettra de concevoir les systèmes de protection balistique comme les gilets pare-balles.

Canaux Ioniques, Fonctions et Pathologies humaines

/ Vanden Abeele Fabien / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 31-10-2014
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Les canaux ioniques sont des protéines transmembranaires qui assurent le passage des ions au travers des membranes cellulaires et régulent leurs concentrations. Parmi ces ions, le calcium tient une place cruciale car il est le seul ion pouvant jouer le rôle de second messager intracellulaire régulant un grand nombre de processus biologiques. Des perturbations de l’homéostasie calcique sont impliquées dans divers processus physiopathologiques et notamment lors de la progression tumorale. Ainsi, en raison de leur importance biologique, les canaux ioniques constituent aujourd’hui une cible majeure des médicaments actuels et en développements. Dans ce contexte, mon travail de recherche s’est axé sur l’étude de trois familles de protéines formant des canaux ioniques : les protéines TRPs, Pannexines et ORAIs. Pour ces trois familles de canaux, nous avons identifié de nouvelles fonctions cellulaires ayant des implications dans plusieurs pathologies humaines. Les canaux TRP (transient receptor potential) représentent une grande famille qui comprend plus de 50 canaux perméables aux cations, exprimés de la levure à l'homme. Ces canaux sont activés par des mécanismes et des ligands très variés permettant à l'organisme d’intégrer les informations issues du monde extérieur et au niveau cellulaire pour détecter les caractéristiques de l'environnement. Nous avons découvert de nouvelles fonctions et implications dans des pathologies humaines en relation avec les canaux TRPM8 et TRPV1. Concernant TRPM8, nous montrons qu’il est activé directement par les anesthésiques volatiles et impliqué dans des effets secondaires graves, comme la dépression respiratoire et l’hypothermie, rencontrées lors d’une anesthésie générale (Vanden Abeele et al., 2013. J Cel Sci). Nous montrons, en outre, que TRPV1 forme un canal fonctionnel au niveau du réticulum des muscles squelettiques et qu’il peut, lui aussi, être activé par les anesthésiques volatiles. Nous avons identifié chez des patients atteints d’hyperthermie maligne (complication grave de l’anesthésie d’origine génétique) des mutations spécifiques de TRPV1 qui entraînent une altération des réponses calciques des muscles squelettiques en réponse aux anesthésiques. Ces résultats suggèrent un lien fort entre TRPV1 et l’hyperthermie maligne (Vanden Abeele et al, soumis). Enfin, nous avons identifié de nouveaux mécanismes d’activation des canaux TRPM8 et TRPV2 impliquant des lysophospholipides et qui ont permis de mieux comprendre l’implication respective de ces canaux dans la progression tumorale prostatique (Vanden Abeele et al., 2006. J Biol Chem). Le second axe de recherche nous a permis d’étudier une nouvelle famille de protéines, les protéines Pannexines, qui possèdent des caractéristiques structurales communes avec les protéines formant les gap-junctions chez les invertébrés et les vertébrés. [...]

Les structures textiles pour applications composites : Contribution à leurs conceptions et modélisations

/ Legrand Xavier / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 31-10-2014
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Largement appuyées sur les besoins de l’industrie, mes recherches, si elles sont surtout réalisées en collaboration avec l’aéronautique, touchent tous les secteurs d’activités. Partout où il est nécessaire, afin de sans cesse améliorer les produits, de comprendre les comportements mécaniques des structures textiles co-constituants les matériaux composites voire d’inventer de nouvelles structures et les machines les fabriquant, mes développements de recherche peuvent être utiles. Les Structures Textiles Techniques pour applications composites sont, en effet, une composante forte de ces recherches, liant la modélisation à l’expérimentation. Les développements de différentes solutions et innovations technologiques sont orientées par la conception grâce à des tests expérimentaux mais également des modélisations numériques, et ce, pour une application principale : les textiles pour structures composites. L’objectif principal est la maitrise de l’orientation et de la densité des fibres. Cette maitrise, combinée à la nature spécifique des fibres (propriétés mécaniques des fibres), doit permettre de proposer des solutions à l’échelle du renfort textile afin d’optimiser les propriétés mécaniques de la pièce composites. Le large thème « Conception et modélisation de structures textiles » regroupe des applications aussi variées que les composites structuraux, les voiles de bateaux, les textiles pour combinaison de plongée ou de surf, les textiles pour structures tendues… Dans toutes ces applications, il est nécessaire, afin de sans cesse améliorer les produits, de comprendre les comportements mécaniques des structures textiles les constituant et parfois même d’inventer de nouvelles structures et les technologies associées afin de les réaliser. A cet effet, les développements technologiques et expérimentaux sont couplés aux démarches de modélisation et de simulations des structures. Ainsi, tous les outils du chercheur en Mécanique sont-ils utilisés : des méthodes de calcul numériques classiques, telles que les analyses par les éléments finis ou les techniques d’homogénéisation, aux éléments discrets non linéaires en passant par les méthodes d’optimisation type algorithmes génétiques. Afin de contribuer à l’utilisation des matériaux composites dans de nombreux secteurs industriels, il est nécessaire de mieux les appréhender et ces travaux sont plus spécifiquement dédiés aux renforts textiles

Modélisation probabiliste et inférence statistique pour l’analyse des données spatialisées

/ Stoica Radu S. / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-10-2014
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Nous appelons données spatialisées un ensemble dont chaque élément comporte deux composantes~: une position et une caractéristique. Les images numériques sont un exemple de données spatialisées~: le pixel est caractérisé par un index dans une matrice et sa valeur numérique indique la couleur associée à cette position dans l'image. Les catalogues des galaxies en astronomie, les bases de données recensant des élevages laitiers sont également des exemples des données spatialisées. Un catalogue de galaxies contient la position dans notre univers et les caractéristiques (masse, luminosité, déplacement vers le rouge, forme, etc.) de chaque galaxie. Une base de données recensant des élevages laitiers contient la position dans le territoire et les caractéristiques de chaque ferme (espèce et nombre d'animaux, filiation et lieu de naissance de chaque animal, etc.). Dans ces derniers exemples, les positions des éléments ne sont plus disposées sur une grille régulière, et les caractéristiques correspondantes se présentent sous la forme de structures de données très riches et très complexes. Le caractère spatialisé des données implique que les réponses possibles aux questions que les données suggèrent, comportent une forte composante morphologique. Quelques exemples de questions : extraire les réseaux routiers présents dans une image satellitaire, caractériser la répartition spatiale à large échelle des galaxies de notre Univers, déterminer la tendance à l'agrégation des fermes ayant une grande prédisposition pour une certaine maladie. En effet, dans de nombreuses situations, pouvoir analyser des données spatialisées revient à être capable de répondre à la question suivante : quelle est la forme qui se trouve "cachée" dans les données ? Notre objectif est d'étudier et proposer des outils probabilistes et statistiques permettant de répondre à cette question. Plus précisément, nous nous sommes focalisés sur le développement des outils suivants : - modélisation stochastique: qu'est-ce que la forme que l'on cherche ? - simulation de type MCMC: comment mettre en oeuvre la forme ? - inférence statistique et évaluation : comment détecter la forme, quels sont les paramètres de la forme, la forme trouvée existe-t-elle vraiment ? Le mémoire est organisé en quatre parties. Les trois premières parties correspondent chacune à une de ces questions. Chaque partie contient deux chapitres. Le premier chapitre introduit les outils mathématiques utilisés. Le deuxième chapitre présente nos contributions comme réponses à la question du projet. La quatrième et dernière partie du mémoire est dédiée aux conclusions et aux perspectives.

Les processus institutionnels dans l’environnement des organisations : concepts clefs, mécanismes et contributions pour le management

/ Ben Slimane Karim / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 17-10-2014
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Ce mémoire est consacré à l’étude des institutions et à leur changement appréhendées sous l’angle de la théorie néo institutionnelle sociologique. Ma stratégie d’approche de la TNI comporte principalement deux axes : un axe d’exploration et un axe de prolongement. Le premier volet de mes travaux s’inscrit dans l’effort de consolider le socle théorique de la TNI et d’y contribuer en poursuivant principalement deux pistes. La première piste a trait à l’usage stratégique du discours La deuxième piste explore la place de la matérialité dans l’explication du changement institutionnel. Le second volet de mes travaux s’inscrit dans un effort de prolongement de la TNI et d’ouverture sur les champs connexes importants du management, essentiellement la stratégie et le marketing.

Contributions to the development of polymer nanocomposites : assessment of physical, rheological and mechanical performance

/ Prashantha bKalappa / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 16-10-2014
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Ce mémoire présente les travaux de recherche menés sur le développement et la caractérisation de nanocomposites à matrice polymère. L’objectif général est d’identifier et d’étudier les relations entre les procédés d’élaboration, la structure et les proprieties finales de ces matériaux. Dans ce contexte, sont tout d’abord presentés les travaux concernant le développement de membranes en nanocomposites polymères pour piles à combustible. Des membranes à base de nanocharges de dioxyde de titane et de polymères sulfonées ont été préparées et leurs performances ont été évaluées. Une seconde partie des travaux porte sur la dégradation de nanotubes de carbone multi-parois et leur état de dispersion dans une matrice polymère. De nombreux travaux traitant de l’élaboration et de la caractérisation de nanocomposites multifonctionnels à base de nanotubes de carbone et d’halloysite, dispersés dans une grande variété de matrices thermoplastiques sont présentés. Une attention particulière est portée sur l’optimisation des procédés et l’évaluation des propriétés physiques, rhéologiques et mécaniques de ces matériaux. Les travaux réalisés montrent que le contrôle de la dispersion des nanocharges dans la matrice polymère joue un rôle majeur sur les propriétés finales de ces matériaux. De plus, dans l’optique de proposer de matériaux respectueux de l’environnement, des bio-nanocomposites à base d’amidon et de nanotubes d’halloysite ont édé développés. L’influence de différents plastifiants et types de nanotubes sur la structure et les propriétés mécaniques de l’amidon thermoplastique a été analysée en détail. Le potentiel de ces bionanocomposites en tant que systèmes de délivrance de médicament a été évalué. L’élaboration de nanocomposites poreux à base d’amidon plastifié et de nanotubes d’halloysite a également été considéré, pour des applications biomédicales.

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