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Identification, caractérisation, production et application des biosurfactants lipopeptidiques de Pseudomonas spp.

/ Zouari Oumaima / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Université de Sfax (Tunisie) / 22-12-2017
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Des souches de Pseudomonas ont été isolées à partir d’échantillons de sol contaminés par les hydrocarbures ou par de l’huile végétale et d’effluent industriel en vue d’en sélectionner les bactéries ayant un potentielle de production des molécules biosurfactantes. Le criblage a été réalisé en s’appuyant essentiellement sur la mesure de la tension de surface et l’activité émulsifiante. Trois souches ont été choisies pour leurs intéressantes activités biosurfactantes et émulsifiantes. Une identification phénotypique et moléculaire des souches sélectionnées a été réalisée en se basant essentiellement sur le séquençage de leurs ARNr 16S et dont l’arbre phylogénétique a révélé qu’il s’agit de souches qui sont génétiquement très proches et appartiennent au groupe des Pseudomonas putida avec une grande similarité au Pseudomonas alkylphenolica KL28 (99%). L’étude de l’applicabilité des biosurfactants produits a été évaluée en testant leur stabilité à des conditions extrêmes de pH, Température et salinité. Les résultats ont révélés que ces biosurfactants ont maintenu leurs activités à un intervalle de pH compris entre 6 et 12, à une température allant jusqu’à 80°C et à une forte salinité (10%). L’étude du potentiel des souches productrices des biosurfactants dans la dégradation du diesel dans les sols contaminés a été réalisée pour une durée de 1 mois. Les résultats ont montré que les 3 souches possèdent une capacité de dégradation du diesel sur sable avec des débits d’élimination considérables. Une identification de la nature chimique des biosurfactants produits en utilisant une chromatographie sur couche mince (CCM) et la spectrométrie de masse MALDI-ToF sur des surnageants semi-purifiés par une précipitation acide a révélés que ces molécules sont de nature lipopeptidique et ayant des masses comprises dans l’intervalle de masse des syringafactines. L’identification structurale de ces molécules a été effectuée en spectrométrie de masse faite sur les biosurfactants purifiés par des techniques chromatographiques et membranaires et par l’étude bioinformatique du génome bactérien séquencé. Les résultats de cette identification ont été obtenus en combinant les révélations issus de ces 2 dernières techniques et ont montré qu’il s’agit de 2 lipopeptides ayant des structures inconnus et qui sont ~89% similaires aux Syringafactines et aux cichofactines. Une optimisation des conditions de culture a été ensuite réalisée en utilisant des plans d’expériences qualitatifs et quantitatifs. La fermentation Batch réalisée dans les conditions optimisées a montré une augmentation de la production des lipopeptides d’un facteur de 2,6.

Analysis and performance enhancement of a series parallel offshore wind farm topology integrated into a HVDC grid

/ Zhang Haibo / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-12-2017
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L'exploitation de l'énergie éolienne loin des côtes, bien qu'abondante, dépend du transport de puissance en Courant Continu Haute Tension (HVDC) qui nécessite une sous-station placée sur une plateforme dédiée. Cette plate-forme offshore étant volumineuse, son cout d'installation est élevé et sa mise en œuvre est compliquée. Cette thèse s'intéresse à une topologie de ferme éolienne offshore DC qui transporte son énergie vers l'onshore sans utiliser de sous-station offshore. Ce type de Ferme Eolienne est appelé Ferme Eolienne Série Parallèle (SPWF). Il est composé de plusieurs grappes d'éoliennes interconnectées en série, de sorte que cette interconnexion engendre directement un niveau de tension adapté à la tension du réseau HVDC. Cependant, la connexion en série implique que la tension de chacune d'entre elle n'est plus constante. Un déséquilibré de production d'énergie conduit à des variations des tensions en sortie des éoliennes. Ces variations de tension peuvent engendrer des surtensions aux bornes d'une éolienne dans la grappe et l’endommagé. Une stratégie permettant de limiter la surtension d'éolienne est proposée et développée. Cette stratégie est d'abord validée dans un contexte de connexion point à point avec la prise en compte de la transmission HVDC basée sur des câbles DC et un Convertisseur Modulaire Multiniveaux (MMC) permettant de la connecté au réseau onshore. Dans un second temps, la ferme SPWF est intégrée dans des systèmes DC multi-terminaux (MTDC). Les résultats de simulation démontrent la faisabilité de la stratégie et montrent qu'aucune réduction de puissance n'est alors nécessaire pour limiter les tensions en sortie des éoliennes.

Développement de catalyseurs supportés pour la synthèse directe du méthylmercaptan à partir de CO/H2/H2S et CO2/H2/H2S

/ Salembier Hélori / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-12-2017
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La recherche dans le domaine de la chimie industrielle s’engage pour la mise en place de nouvelles stratégies de synthèse plus respectueuses de l’environnement. Le méthylmercaptan (CH3SH) est un précurseur de la méthionine, un acide aminé essentiel, dont la demande mondiale ne cesse de croitre. La synthèse du CH3SH est réalisée industriellement par réaction catalytique entre l’H2S et le méthanol, lui-même synthétisé à partir d’un mélange CO/H2, ce qui rend attractives les voies de synthèse directes à partir de CO/H2 et H2S ou encore CO2/H2 et H2S, permettant la valorisation et le recyclage du CO2 un coproduit de la réaction. Dans ce travail de thèse de nouveaux catalyseurs ont été développés en menant parallèlement une étude sur la nature et la quantification de la phase active des différents systèmes catalytiques mis au point. Une étude de la teneur en Mo, de l’effet de la calcination, de l’ajout de dopants cuivre et/ou zinc a été réalisée sur des catalyseurs de type K-Mo supportés sur alumine. L’utilisation d’autres supports oxydes permet d’améliorer sensiblement les performances catalytiques évaluées dans un micro-pilote travaillant dans des conditions préindustrielles. La mise en regard et confrontation des caractérisations par XPS, TEM, DRX et Raman des catalyseurs activés mettent en évidence, dans tous les systèmes catalytiques, la présence majoritaire d’une phase de type 1T-MoS2 lamellaire, intercalée par des ions potassium. La quantification de cette phase intercalée a permis de la corréler à la productivité en méthylmercaptan, démontrant ainsi que cette phase est la phase active des catalyseurs de synthèse directe du méthylmercaptan.

The phytoplankton community response(s) to global changes and their effect(s) on ecosystem functioning with a special focus on Phaeocystis spp, a harmful algae

/ Karasiewicz Stéphane / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-12-2017
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Les écosystèmes côtiers, interface entre terre et mer, sont soumis au changement climatique ainsi qu’à de fortes pressions anthropiques. Par conséquent, les eaux côtières sont sujettes à eutrophisation. Le phytoplancton demande une attention particulière dû à son rôle de producteur primaire des écosystèmes marins. Récemment, l’efflorescence des algues nuisibles est devenue mondialement, une inquiétude croissante. Le but de la thèse a été de décrire et de mesurer les réponses temporelles et les causalités de la structure de communauté phytoplanctonique sous impact des changements globaux, en présence d’une algue nuisible. Pour ce faire, le concept de niche écologique et une méthode statistique, ont été adaptés. Les "Within Outlying Mean Indexes" ont été proposés pour affiner l’analyse "Outlying Mean Index" en combinant ses propriétés avec la décomposition de la marginalité de l’analyse "K-select". Les dynamiques des sous-niches de la communauté d’espèce ont été étudiées dans des conditions environnementales d’ abondances basses (L) ou fortes (H) de Phaeocystis spp. Le sous-ensemble H était caractérisé par une large niche de Phaeocystis spp. ainsi qu’une forte diversité de diatomées. Dans le sous-ensemble L, Phaeocystis spp. a subit une forte contrainte biologique probablement induite par la compétition des diatomées pour les ressources. La relation diversité-productivité du phytoplancton s’est avérée plus forte à l’échelle saisonnière que sur le long-terme. Le déséquilibre des ressources n’a pas eu de lien direct avec la productivité à long terme. Le succès à long terme de l’espèce invasive et de son impact sur la productivité, est favorisé par une suite d’années froides avec des ressources élevées et déséquilibrées, augmentant le nombre de petites espèces de diatomées et donc son efflorescence. Enfin, je discute des améliorations méthodologiques, du potentiel d’utilisation de l’approche par traits, et d’éventuelles montages expérimentaux pour supporter les résultats de la thèse.

Étude du rôle des facteurs de transcription ETV4 et ETV1 de la famille ETS dans le processus tumoral de cancers hormono-dépendants : le cancer du sein, la progression métastatique du cancer de la prostate

/ Dumortier Mandy / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-12-2017
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Les facteurs ETV1, 4, 5 sont souvent associée au développement de cancers. Le 1èr projet porte sur ETV4 et MMP13 en tant que gène cible et relais potentiel de l’effet pro-tumorigène d’ETV4 dans la tumorigenèse mammaire. ETV4 est surexprimé dans le cancer du sein et est associé à un mauvais pronostic, mais les événements impliqués sont encore peu connus. ETV4 contrôle l’expression de nombreux gènes comme MMP13. Cette étude a permis de montrer que MMP13 est un gène cible d’ETV4. En effet, la surexpression de MMP13 contribue aux effets pro-tumorigène et l’inhibition de MMP13 dans un contexte de surexpression de ETV4 diminue son impact. Enfin, l’étude effectuée dans la cohorte de patiente associe la surexpression d’ETV4 et de MMP13 à un cancer de mauvais pronostic. Le 2ème projet porte sur l’implication d’ETV1 dans la progression métastatique du cancer de la prostate (CaP). Les fusions de gènes impliquant les facteurs ERG et ETV1 sont présentes dans ≈50% et 10% des cas respectivement, ETV1 est présent à 50% sous sa forme pleine longueur et à 50% sous une forme tronquée. Les études ne présageant pas de différences entre les fusions ERG et ETV1. Dans ce contexte, mon 2ème sujet d’étude porte sur la recherche de l’implication du facteur ETV1 (pleine longueur ou tronquée) dans la formation des métastases du CaP et la recherche de gènes cibles impliqués, le tout en comparaison avec les données sur ERG. Cette étude nous a permis de mettre en évidence une différence en terme d’agressivité entre les 2 formes d’ETV1 in vitro et in vivo. Cependant la fusion étant peut représentée, les résultats récolté dans la cohorte ne peuvent permettre de confirmer cette différence d’agressivité.

Etude de dérivés d’amidon : relation entre la structure et le comportement thermomécanique

/ David Adélina / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-12-2017
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Pour pallier les inconvénients intrinsèques de l’amidon (hydrophilie, faibles propriétés mécaniques), deux voies de modification de ce polysaccharide ont été étudiées: la substitution des fonctions hydroxy par une fonction chimique hydrophobe de longueur variable d’une part, et le greffage par voie radicalaire de (co)polymères d’acrylate et de styrène d’autre part. Par la première voie, des degrés de substitution (DS) proches de 3 ont été visés conduisant à des matériaux hydrophobes dont la stabilité thermique est nettement améliorée par rapport à celle de l’amidon. Ces matériaux s’organisent sous forme de feuillets contenant les chaines amylacées séparés par les chaines alkyles qui peuvent s’interpénétrer et cristalliser si elles sont suffisamment longues. Le suivi de l’évolution structurale induite par déformation a révélé une orientation des chaînes amylacées parallèle à l’axe de sollicitation dans le cas des matériaux contenant les chaines alkyles les plus longues. La voie du greffage menée sur trois substrats amylacés de Mw distinctes a conduit à l’obtention de matériaux amorphes biphasés composés de chaines amylacés sur lesquelles ont été greffées quelques longues chaines de (co)polymères d’acrylate et de styrène. Ces matériaux hydrophiles liés à leur DS extrêmement faible présentent un comportement fragile dès que l’une des deux phases est à l’état vitreux.

Détection de contours dans les images CFA

/ Aberkane Arezki / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-12-2017
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Cette thèse est consacrée à la détection des contours à partir d'images acquises par des caméras couleur mono-capteur. Dans ces dispositifs, le capteur est recouvert d'une mosaïque de filtres chromatiques (Color Filter Array, ou CFA) et forme une image (dite <> ou CFA) qui ne comporte qu'une seule composante couleur par pixel. Une procédure de dématriçage est classiquement appliquée à cette image pour estimer les deux composantes couleur manquantes en chaque pixel et obtenir une image couleur. Cependant, les artéfacts générés par le dématriçage peuvent altérer les performances des méthodes d'analyse bas-niveau des images. Ceci nous amène à éviter le dématriçage pour la détection des contours. Dans une approche de type gradient, nous proposons d'estimer les dérivées partielles soit en calculant les dérivées partielles dans les trois plans couleur (approche vectorielle), soit en estimant une luminance adaptée à la détection des contours (approche scalaire). L'état de l'art met en évidence que l'exploitation directe de l'image brute a été peu abordée et que les approches développées dans cette thèse sont originales. Pour l'approche vectorielle, nous proposons une adaptation de l'implantation récursive du filtre de Deriche au treillis du CFA. Pour l'approche luminance, nous utilisons un filtre optimal qui lisse et dérive conjointement les données brutes. Nous évaluons les performances des méthodes développées sur une base d'images synthétiques dont la vérité terrain est connue. Nous montrons ainsi que la détection des contours à partir des données brutes peut être satisfaisante tout en étant peu coûteuse en temps de calcul.

Cristaux phononiques accordables : applications aux composants pour les télécommunications

/ Vasseur Clément / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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Les cristaux phononiques sont des matériaux structurés périodiquement permettant le contrôle de la propagation d'ondes élastiques. Leurs propriétés sont définies dès leur conception et leur fabrication. L'objet de cette thèse est de conférer de l'agilité à ces structures. Dans ce cadre, deux types de cristaux phononiques piézoélectriques pilotés par des conditions électriques sont présentés. Ces deux cristaux phononiques réalisent la fonction de filtre coupe-bande accordable en fréquence en vue d'applications en tant que composant pour les télécommunications. Le caractère périodique de ces cristaux phononiques est uniquement dû à la périodicité des électrodes déposées à la surface du substrat. La première géométrie permet de générer des ondes de Lamb à une fréquence de l'ordre du mégahertz. Un modèle analytique est développé et met en évidence une Bande Interdite électrique due à la discontinuité du champ électrique le long du réseau, et dépendante des conditions électriques choisies. Les résultats analytiques sont comparés avec succès à ceux de calculs par éléments finis. Des mesures vibratoires ont permis d'identifier les modes excités dans le dispositif expérimental. Les mesures du potentiel électrique en transmission ont mis en évidence la Bande Interdite générée par le cristal phononique. La seconde géométrie permet de générer des ondes de surface à une fréquence de l'ordre de la centaine de mégahertz. Des calculs par éléments finis montrent de nouveau une Bande Interdite électrique due à l'alternance du champ électrique et dépendante des conditions électriques, pouvant donner lieu à des composants Radio Fréquence accordables.

Apport de la spectroscopie Raman à l’étude des mécanismes de stabilisation des protéines par les disaccharides et cyclodextrines

/ Starciuc Tatiana / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 20-12-2017
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L’utilisation fréquente de biomédicaments, composés principalement de protéines recombinantes, nécessite de développer les outils qui permettent de stabiliser les protéines. La lyophilisation est une technique couramment utilisée, dans domaine pharmaceutique, afin de convertir une formulation de protéine de l’état liquide à l’état sec, assurant ainsi une meilleure stabilité à la protéine. Une première partie de cette thèse a consisté à détailler, à l’échelle moléculaire, les mécanismes de bio-préservation des disaccharides pendant une procédure de lyophilisation, et comment une faible quantité de glycérol pouvait exacerber les propriétés bioprotectrices des disaccharides. L’analyse in-situ par imagerie Raman des trois étapes d’un cycle de lyophilisation a révélé que l’efficacité bioprotectrice résultait de la combinaison de propriétés physiques liées à la capacité du disaccharide de former un verre (valeur de Tg) et à celle de former un réseau de liaisons hydrogène rigide, caractérisé par des temps de vie des liaisons plus longs. Une seconde partie a été consacrée à l’étude d’un certain type de dérivé de β-cyclodextrines, qui sont des molécules permettant à la fois la libération contrôlée de molécules et d’inhiber des phénomènes d’agrégation. Les analyses Raman de la dénaturation chaude du lysozyme en présence de la HPβCD ont révélé des phénomènes originaux, en particulier un effet déstabilisateur ou stabilisateur suivant une vitesse de chauffe plus ou moins rapide de la solution. Cet effet cinétique a été relié à la capacité de la cyclodextrine à complexer les résidus de la protéine plus ou moins favorisée suivant la vitesse de chauffage.

Development of multidimensional spectral data processing procedures for analysis of composition and mixing state of aerosol particles by Raman and FTIR spectroscopy

/ Siepka Damian / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Katolicki uniwersytet lubelski Jana Pawła II / 20-12-2017
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Les méthodologies de traitement de données multidimensionnelles peuvent considérablement améliorer la connaissance des échantillons. Les techniques spectroscopiques permettent l’analyse moléculaire avancée d’échantillons variés et complexes. La combinaison des techniques spectroscopiques aux méthodes de chimiométrie trouve des applications dans de nombreux domaines. Les particules atmosphériques affectent la qualité de l’air, la santé humaine, les écosystèmes et jouent un rôle important dans le processus de changement climatique. L’objectif de cette thèse a été de développer des outils de chimiométrie, simples d’utilisation, permettant de traiter un grand nombre de données spectrales provenant de l’analyse d’échantillons complexes par microspectrométrie Raman (RMS) et spectroscopie d’absorption IRTF. Dans un premier temps, nous avons développé une méthodologie combinant les méthodes de résolution de courbes et d’analyse multivariée afin de déterminer la composition chimique d’échantillons de particules analysées par RMS. Cette méthode appliquée à l’analyse de particules collectées dans les mines en Bolivie, a ouvert une nouvelle voie de description des échantillons. Dans un second temps, nous avons conçu un logiciel facilement accessible pour le traitement des données IRTF et Raman. Ce logiciel inclue plusieurs algorithmes de prétraitement ainsi que les méthodes d’analyse multivariées adaptées à la spectroscopie vibrationnelle. Il a été appliqué avec succès pour le traitement de données spectrales enregistrées pour divers échantillons (particules de mines de charbon, particules biogéniques, pigments organiques).

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