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Effet du retard de croissance fœtal sur les fonctions de neuroprotection des interfaces sang-cerveau et sur la réponse de ces interfaces à un stress inflammatoire au cours du développement postnatal
No full textDuring the embryonic and neonatal periods, brain development requires a suitable cerebral fluid environment. This environment is controlled by complex cellular interfaces that separate the blood from the brain, shielding the latter from deleterious compounds and inflammation. Nevertheless, adverse conditions such as fetal growth restriction and exposure to environmental toxins or infections during the perinatal period could alter brain development and increase the risk of neurological diseases appearing in later life. A combination of several of these factors favors neurodevelopmental disorders. Fetal growth restriction is a major health concern caused by placental insufficiency or malnutrition. The present study hypothesizes that fetal growth restriction weakens the ability of the blood-brain interfaces to protect the developing brain against toxic compounds, and makes these interfaces vulnerable to postnatal infectious insults, increasing the risk of pathology throughout life. This thesis explores in rats the short- and long-term consequences of fetal growth restriction induced by protein deficiency during gestation on the neuroprotective properties of blood-brain interfaces and their reactivity to inflammatory stress. We have established the postnatal developmental expression profiles of neuroprotective genes present in cerebral microvessels forming the blood-brain barrier and in the choroid plexuses forming the blood-cerebrospinal fluid interface in normal-growth rats. We have shown that the relative expression level of tight junction, efflux transporters and detoxification enzymes differ according to the interface and the postnatal stages considered. The low-protein diet induces few changes in the expression of these proteins, except for SLC22A8 encoding the efflux transporter OAT3, which excretes harmful molecules from the brain. In the first day after birth, fetal growth restriction decreases SLC22A8 expression, and this is associated to a functional defect in the efflux of an herbicide by the choroid plexuses in some animals. Furthermore, fetal growth restriction induces an alteration of the integrity of blood-brain interfaces assessed by measuring their permeability towards an inert low molecular weight molecule, sucrose, during the early postnatal period. These blood-brain interfaces also have a reduced capacity to cope with other systemic stresses such as exposure to a bacterial lipopeptide. These data show that fetal growth restriction weakens blood-brain interfaces during the first week of life. In addition, fetal growth restriction combined with chronic systemic inflammation during this period leads to a long-term alteration in the integrity of blood-brain interfaces. This combination also induces in a sub-population of animals an exacerbated central reactivity to an inflammatory challenge occurring later in life, assessed by measuring pleiocytosis. In conclusion, this work highlights that fetal growth restriction alone induces a transient alteration of blood-brain interfaces, restricted to the early postnatal period. In combination with chronic postnatal systemic inflammation, fetal growth restriction induces long-lasting dysfunction of blood-brain interfaces. The intensity of the effects of fetal growth restriction alone or in combination with chronic inflammatory stress shows interindividual variability, reflecting the heterogeneity of the long-term consequences observed in humans following fetal growth restriction.Le développement du cerveau durant la période embryonnaire et néonatale requiert un environnement liquidien cérébral adapté. Cet environnement est contrôlé par des interfaces cellulaires aux fonctionnalités complexes, séparant le sang du cerveau, et protégeant celui-ci des substances délétères et de l’inflammation. Néanmoins, des conditions défavorables telles que le retard de croissance fœtal et l’exposition à des toxiques de l’environnement ou à des infections au cours de la période périnatale, peuvent perturber le développement cérébral et augmenter le risque d’apparition de pathologies neurologiques au cours de la vie. Une combinaison de plusieurs de ces facteurs favorise l’apparition de troubles neurodéveloppementaux. Le retard de croissance fœtal est un problème de santé publique majeur causé par une insuffisance placentaire ou une malnutrition. Notre hypothèse de travail est que le retard de croissance fœtal affaiblit la capacité des interfaces sang-cerveau à protéger le cerveau des substances toxiques, et rend ces interfaces sensibles aux agressions infectieuses postnatales, augmentant ainsi le risque de pathologie tout au long de la vie. Ce travail de thèse explore chez le rat les conséquences à court et long terme du retard de croissance fœtal induit par une carence protéique au cours de la gestation sur les propriétés de neuroprotection des interfaces sang-cerveau ainsi que sur leur réactivité face à un stress inflammatoire. Nous avons établi les profils développementaux d’expression postnatale des gènes de neuroprotection présents dans les microvaisseaux cérébraux formant la barrière hématoencéphalique et dans les plexus choroïdes formant l’interface sang-liquide cérébrospinal chez les rats de croissance normale. Nous avons montré que le niveau d’expression des protéines formant les jonctions serrées, des transporteurs d’efflux et des enzymes de détoxification diffèrent selon l’interface et le stade de développement postnatal considérés. Le régime carencé en protéines induit peu de changements d’expression de ces protéines, à l’exception de SLC22A8 codant pour le transporteur d’efflux OAT3, qui excrète des molécules nocives hors du cerveau. Le retard de croissance fœtal diminue l’expression de SLC22A8 à la naissance, et ceci s’accompagne d’un défaut fonctionnel d’efflux d’un herbicide par les plexus choroïdes chez certains animaux. Par ailleurs, le retard de croissance fœtal induit une altération de l’intégrité des interfaces sang-cerveau évaluée par la mesure de perméabilité envers une molécule inerte de faible poids moléculaire, le saccharose, au cours de la période postnatale précoce. Ces interfaces ont également une capacité réduite à faire face à d'autres stress systémiques telle que l’exposition à un lipopeptide bactérien. Ces différentes données montrent que le retard de croissance fœtal fragilise les interfaces sang-cerveau durant la première semaine de vie. En outre, le retard de croissance fœtal combiné à une inflammation systémique chronique durant cette période induit une altération de l’intégrité des interfaces sang-cerveau à long terme. Cette combinaison induit également pour une sous-population d'animaux une réactivité centrale exacerbée à un défi inflammatoire survenant plus tard au cours de la vie, évaluée par mesure de la pleiocytose. En conclusion ce travail a permis de mettre en évidence que le retard de croissance fœtal seul induit une altération transitoire des interfaces sang-cerveau, restreinte à la période postnatale précoce. En combinaison avec une inflammation postnatale systémique chronique, le retard de croissance fœtal induit des dysfonctionnements des interfaces sang-cerveau à plus long terme. L’intensité des effets du retard de croissance fœtal seul ou en combinaison avec un stress inflammatoire chronique varie selon les individus, en accord avec l’hétérogénéité des conséquences à long terme observées chez l’homme à la suite d’un retard de croissance fœtal
Isolants Topologiques et Propriétés Locales de l'Aimantation Orbitale
No full textThis thesis presents an analytical theoretical work conducted in the field of topological materials within condensed matter physics. We focus in this thesis on the local properties of topological insulators and explore in detail the effects of the bulk-boundary correspondence in these materials.We first investigate the Hall transport properties of a two-dimensional topological metal model that exhibits a Fermi surface in the form of a closed contour, known as a nodal ring. Our aim is to characterize the nature of the topological invariant associated with this metal, and to evaluate the effects of this invariant on the Hall transport properties of the model.Next, more generally, we consider systems described within the tight-binding formalism, and we develop a new analytical theory for computing the orbital magnetization resolved at the level of a single lattice site. Orbital magnetization is a magnetic property of materials known to exhibit topological features, similar to Hall conductance, due to the relationship between these two observables expressed by the Středa formula.This theory is valid for two- and three-dimensional materials, as well as for amorphous systems, finite-sized systems, and periodic crystals with an arbitrary number of bands. It reveals, for the first time, the orbital magnetic texture of quantum materials at the sublattice scale, and in particular allows us to identify orbital ferromagnetic and antiferromagnetic phases in non-topological insulators.Applying this theory to topological insulators provides a novel perspective on fundamental aspects of the bulk-boundary correspondence—a key property of topological materials that is often discussed in the literature but whose detailed mechanisms have remained elusive until now.Cette thèse présente un travail théorique analytique effectué dans le domaine des matériaux topologiques dans la physique de la matière condensée. Nous nous intéressons dans cette thèse aux propriétés locales des isolants topologiques et nous explorons en détail les effets de la correspondance bord-volume dans ces matériaux.Nous nous intéressons dans un premier temps à l'étude des propriétés de transport de Hall d'un modèle de métal topologique à deux dimensions qui présente une surface de Fermi prenant la forme d'un contour, nommé anneau nodal. Nous cherchons à caractériser la nature de l'invariant topologique associé à ce métal, et à évaluer les effets de cet invariant topologique sur les propriétés de transport de Hall de ce modèle.Ensuite, dans un second temps, nous nous intéressons plus généralement aux systèmes décrits dans le formalisme des liaisons fortes, et nous développons une théorie analytique nouvelle pour le calcul dans ces systèmes de l'aimantation orbitale résolue à l'échelle d'un site unique. L'aimantation orbitale est une propriété magnétique du matériau connue pour présenter des propriétés topologiques au même titre que le conductance de Hall du fait de la relation que vérifient ces deux observables décrite par la formule de Středa.Cette théorie est valide pour les matériaux à deux et trois dimensions, ainsi qu'aux systèmes amorphes, de taille finis, aux cristaux périodique présentant un nombre arbitraire de bandes. Cette théorie révèle pour la première fois la texture magnétique orbitale dans les matériaux quantiques à l'échelle du sous-réseau, et nous permet notamment d'identifier des phases ferromagnétiques et antiferromagnétiques orbitales dans des isolants non topologiques.L'application de cette théorie pour les isolants topologiques nous apporte un éclaircissement inédit sur les aspects fondamentaux de la correspondance bord-volume, qui est une propriété des matériaux topologiques souvent discutée dans la littérature mais dont les détails sont restés cependant encore imprécis
Auto-assemblage colloïdal guidé par la formation de triplexes d’ADN
No full textThe self-assembly of micro- or nanoscale components offers promising perspectives for the design of complex architectures, enabling the bottom-up fabrication of functional materials. Grafting DNA fragments onto the surface of colloidal building blocks provides them with specific interaction potentials and guides their assembly into predefined structures. While most studies have focused on the assembly of colloidal entities through DNA duplex formation, alternative secondary DNA structures have received relatively little attention. In this work, we explore the potential and limitations of DNA triplex formation for programming the assembly of colloidal building blocks. For this purpose, particles grafted with surface-bound DNA strands and an additional third strand in solution are required. We investigated the influence of temperature, third-strand concentration, and buffer composition on particle interactions and their self-assembly capability. The different behaviors of particles aggregated via antiparallel triplex were studied under various conditions. Furthermore, we examined the influence of pH on parallel triplex formation, offering the possibility of modulating particle assembly through the addition of an acid or a base.L’auto-assemblage de constituants à l’échelle micro- ou nanométrique offre des perspectives prometteuses pour la conception d’architectures complexes, permettant la fabrication ascendante (« bottom-up ») de matériaux fonctionnels. Le greffage de fragments d’ADN à la surface de briques colloïdales permet de leur conférer des potentiels d’interactions spécifiques et de guider leur assemblage sous la forme de structures prédéfinies. Alors que la plupart des études se sont concentrées sur l’assemblage d’entités colloïdales via la formation de duplexes d’ADN, les structures secondaires alternatives de l’ADN ont reçu relativement peu d’attention. Dans ce travail, nous explorons le potentiel et les limites de la formation de triplexes d’ADN pour programmer l’assemblage de briques colloïdales. Pour cela, des particules greffées en surface par des brins d’ADN et un troisième brin supplémentaire en solution sont nécessaires. Nous avons exploré l’influence de la température, de la concentration en troisième brin, de la solution tampon employée sur les interactions entre particules et leur capacité d’auto-assemblage. Les différents comportements des particules agrégées via des triplexes antiparallèles ont été étudiés dans différentes conditions. Nous avons examiné l’influence du pH sur la formation de triplexes parallèles, offrant la possibilité de moduler l’assemblage des particules via l’ajout d’un acide ou d’une base
Développement d’une méthodologie pour l’analyse des limites de fonctionnement des HEMTs GaN RF sous contraintes électriques statiques et dynamiques
No full textThe thesis work falls within the general framework of the evaluation of the performance and reliability of GaN HEMTs and associated integrated circuits in RF operation. The objective of the thesis work is to define a methodology for establishing a dynamic safe operating area under RF operational conditions of GaN HEMTs. In other words, we want to answer the following questions: What would be the maximum charge cycle to ensure optimal and reliable operation of a based HEMT amplifier ? Do the maximum excursions achieved in RF operation address the same degradation mechanisms as in DC operation? Another objective of this work is to establish the link between the waveforms of the signals (voltages and currents) at the terminals of the transistor during RF operation under gain compression, and the amplitude of the RF induced degradations. It will achieved thanks to the background knowledge on the physical degradation mechanisms of AlGaN/GaN HEMTs. The thesis work to be carried out to obtain the dynamic safe operating area will consist of three phases. The first one will focus on the simulation of the waveforms in different classes of operation of the amplifier using the non-linear large signal model of the transistor. The second step will consist in developing, in the environment of the NANOCOM platform of the IMS laboratory, the test bench for waveform measurements in RF operation in order to compare them with simulation results. Indeed, a conventional RF aging bench does not make it possible to record the temporal waveforms of the input and output voltages but only the evolution of the output power as a function of the input power for different impedances presented. The tests are, most of the time, only carried out around an operating point representative of the application. The third stage of the work will be dedicated to accelerated aging tests. The test protocol will include performing RF aging tests under scaled stresses by gradually increasing gain compression. The recovery measurements will include, on the one hand, an I-V characterization in static mode and in pulsed mode of the transistor, on the other hand, a measurement of the output power and an acquisition of the time waveforms. The changes in the static parameters can then be correlated with that of the output power to locate the origin of the physical degradations and assess the limits of the dynamic operating safety area. The deformations of the temporal forms will also be compared to simulations in order to identify the changes in the parameters of the non-linear model of the transistor. This will result in the possibility of determining the impact of degradations of the electrical parameters of the transistor on the performance of the circuits. Ultimately, these results should contribute to improving the prediction of the lifetime of RF circuits.Les travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre général de l'évaluation des performances et de la fiabilité des transistors HEMTs GaN en fonctionnement RF et circuits intégrés associés. L'objectif des travaux de thèse est de définir une méthodologie permettant d'établir une aire de sécurité de fonctionnement dynamique des composants pour en identifier les limites en conditions opérationnelles. En d'autres termes, nous souhaitons répondre aux questions suivantes : Quel serait le cycle de charge maximal pour assurer un fonctionnement optimal et fiable de l'amplificateur ? Les excursions maximales atteintes en fonctionnement RF adressent-elles les mêmes mécanismes de dégradation qu'en fonctionnement DC ? Un autre objectif de ces travaux est d'établir le lien entre les formes d'ondes des signaux (tensions et courants) aux bornes du transistor lors d'un fonctionnement RF en régime de compression de gain, et l'amplitude des dégradations RF en se basant sur l'état des connaissances sur les modes et les mécanismes physiques de dégradation. Les travaux de thèse à réaliser pour obtenir l'aire de sécurité de fonctionnement dynamique comprendront trois étapes. La première consistera à évaluer par simulation à l'aide du modèle grand signal non-linéaire du transistor les formes d'ondes dans différentes classes de fonctionnement. La seconde étape consistera à développer, dans l'environnement de la plateforme NANOCOM du laboratoire IMS, un banc de caractérisation des formes d'onde en fonctionnement RF afin de confronter les mesures et la simulation des formes d'ondes. En effet, un banc de vieillissement RF classique ne permet pas de relever les formes d'onde temporelles des tensions en entrée et en sortie mais uniquement l'évolution de la puissance de sortie en fonction de la puissance d'entrée pour différentes impédances présentées. Les essais sont, la plupart du temps, seulement réalisés autour d'un point de fonctionnement représentatif de l'application. La troisième étape des travaux sera dédiée aux essais de vieillissement accéléré. Le protocole de test comprendra la réalisation de tests de vieillissement RF sous contraintes échelonnées en augmentant progressivement la compression du gain. Les mesures de reprises comprendront, d'une part, une caractérisation I-V en mode statique et en mode pulsé du transistor, d'autre part, une mesure de la puissance de sortie et une acquisition des formes d'ondes temporelles. Les évolutions des paramètres statiques pourront alors être corrélées avec celle de la puissance de sortie pour localiser l'origine des dégradations physiques et évaluer les limites de l'aire de sécurité de fonctionnement dynamique. Les déformations des formes temporelles seront également confrontées aux simulations afin d'identifier les évolutions des paramètres du modèle non-linéaire du transistor. Il en résultera la possibilité de déterminer l'impact des dégradations des paramètres électriques du transistor sur les performances des circuits. A terme, ces résultats devraient contribuer à l'amélioration de la prédiction de la durée de vie des circuits RF
Parents, enfants, cousins… Reconstituer les relations de parenté biologique des vestiges humains en contexte archéologique par des approches paléogénétiques
No full textGenetic relatedness is considered a structuring aspect of human relations, governing many laws, customs, and social structures. However, identifying these biological links in past societies remains a substantial methodological challenge to this day, particularly for those with incomplete or non-existent written records. In order to ascertain close genetic ties, approaches targeting autosomal chromosomes are the only ones able to take into account the lineal descents of both parents, as well as specify the degree of genetic proximity between two individuals (parents, offspring, cousins, etc.). Numerous statistical methods now permit the inference of genetic relatedness from ancient DNA. However, the lack of formal studies regarding the reliability of the results obtained from these methods hinders their practical use, particularly in the case of poorly preserved samples. As a result, a complete and accurate assessment of close genetic ties within a given archaeological site often remains unfeasible, despite being in many regards a crucial criterion to piece together the social organisation of ancient populations.The aim of this thesis is therefore to contribute to the development of a framework facilitating the large-scale deployment of genetic relatedness analyses within archaeological sites.My research first led to the development of the software GRUPS-rs, which was achieved through a complete overhaul of GRUPS, a protocol for the determination of genetic relatedness initially developed by Michael D. Martin and colleagues in 2017. This development provided significant improvements to the estimation performance compared to the original method, notably through the implementation of a supervised machine learning algorithm (SVM), and an optimised data-indexing procedure using finite-state automata (DAFSA).Secondly, I present the results of a standardised comparative study, which gradually led me to the development of "BADGER" (Benchmark Ancient DNA GEnetic Relatedness), an automated software designed to evaluate the performance of GRUPS-rs and five other commonly used paleogenetic methods of estimating genetic relatedness. Drawing on the simulation of pedigrees and ancient DNA sequences, BADGER can be repurposed by the scientific community to assess the expected performance of a given method based on biological parameters specific to the available genetic material. BADGER made it possible to benchmark these methods on a wide range of biological parameters frequently encountered in palaeogenetics (i.e., low sequencing depth, contamination by modern human DNA, DNA damage, presence of inbred or admixed individuals).Finally, the knowledge acquired throughout this project has enabled me to apply these methods to a number of archaeological sites currently being studied by the Eco-anthropology laboratory and the preventive archaeological research private operator “Éveha”. Based on the various sites I have analysed, I present three application frameworks, according to three sampling strategies, namely: (I) The analysis of focal individuals, suspected to be genetically related based on archaeological criteria, at the sites of Mentesh Tepe and Ovçular-Tepesi (Azerbaijan); (II) the analysis of a restricted number of individuals, interred in the same funerary site, at the necropolises of Villiers-le-Bâcle - ‘Les Fonds d'Orsigny' - and Tremblay-en-France - “Vallon du Sausset”; and (III) the analysis of a maximum number of collectively buried subjects, on a group of archaeological sites attributed to the Cerny culture, as well as on the Neolithic hypogea of Saint-Memmie and Mesnil-sur-Oger “Les Mournouards”.Les liens de parenté génétique sont considérés comme un aspect structurant des relations humaines qui régit de nombreuses lois, coutumes et structures sociales. Cependant, identifier ces liens dans les sociétés du passé reste à ce jour un défi méthodologique de taille, en particulier pour celles dont les registres écrits sont parcellaires, voire inexistants. Afin de caractériser les relations de parenté génétique, les approches ciblant les chromosomes autosomaux sont les seules permettant de tenir compte des deux lignées parentales et de préciser le degré de proximité génétique séparant deux individus (parents, enfants, cousins, etc.). De nombreuses méthodes statistiques permettent aujourd'hui d'inférer des liens de parenté génétique à partir d'ADN ancien. Pour autant, le manque d'études formelles concernant la fiabilité des résultats obtenus par ces méthodes entrave bien souvent leur utilisation concrète, en particulier dans le cas d'échantillons mal préservés. Aussi, une estimation complète et précise des liens de parenté biologique présents sur un site archéologique demeure souvent inaccessible, bien qu'elle soit à bien des égards un critère crucial pour restituer l'organisation sociale des populations anciennes. L'objectif de ce doctorat est donc de contribuer à l'élaboration d'un cadre d'étude facilitant le déploiement à grande échelle de l'analyse des relations de parenté génétique sur des sites archéologiques.Dans un premier temps, mes travaux ont conduit au développement du logiciel GRUPS-rs, grâce à la refonte complète de GRUPS, un protocole de détermination de la parenté génétique initialement développé par Michael D. Martin et collaborateur·rices en 2017. Ce travail a permis une amélioration significative des performances d'estimation de l'outil initial, notamment via la mise en place d'un algorithme de machine-learning supervisé (SVM) et d'une procédure optimisée d'indexation des données par automates finis (DAFSA). Dans un second temps, je présente les résultats d'une étude comparative standardisée, qui m'a progressivement amené au développement de "BADGER" (Benchmark Ancient DNA GEnetic Relatedness), un logiciel automatisé, conçu pour évaluer conjointement les performances de GRUPS-rs et de cinq autres méthodes d'estimation de la parentégénétique couramment utilisées en paléogénétique. S'appuyant sur des simulations d'arbres généalogiques et de séquences d'ADN ancien, BADGER est une application logicielle réutilisable par la communauté scientifique, permettant d'obtenir un bilan des performances attendues d'une méthode donnée, sur la base des paramètres biologiques spécifiques au matériel génétique disponible. BADGER a permis de tester ces méthodes sur une large gamme de paramètres biologiques fréquemment rencontrés en paléogénétique (i.e. faible couverture de séquençage, contamination par de l'ADN humain moderne, ADN endommagé, présence d'individus consanguins ou métissés).Enfin, l'ensemble des connaissances acquises tout au long de ce projet m'ont permis d'appliquer ces méthodes à un ensemble de sites archéologique en cours d'étude par les équipes du laboratoire Éco-anthropologie et de l'opérateur privé d'archéologie préventive Éveha. Je présente par conséquent trois cadres d'application, selon trois stratégies d'échantillonnage, à travers les différents sites que j'ai pu analyser, notamment: (I) l'analyse de sujets cibles, suspectés apparentés sur critères archéologiques, sur les sites de Mentesh Tepe et Ovçular-Tepesi (actuel Azerbaïdjan) ; (II) l'analyse d'ensembles restreints de sujets inhumés sur un même site funéraire, sur les nécropoles de Villiers-le-Bâcle - “Les Fonds d'Orsigny” - et de Tremblay-en-France - “Vallon du Sausset”, et (III) l'analyse d'un maximum de sujets inhumés au sein d'une même nécropole, à la fois sur un ensemble de sites archéologiques attribués à la culture de Cerny, et sur les hypogées néolithiques de Saint-Memmie et du Mesnil-sur-Oger “Les Mournouards”
Ρressiοn acοustique diffusée par des cοques cylindriques immergées à prοximité du fοnd et/οu de la surface de l’eau
No full textThe acoustic pressure scattered by cylinders immersed in water is investigated both experimentally and numerically using 2D finite element simulations. In an infinit medium, families of circumferential waves propagating in the cylindrical shell are well established, including the Franz wave, the generalized Lamb waves, and the generalized Scholte–Stoneley wave. This work examines how acoustic scattering is modified when the cylinder is placed in an environment with bondaries representative of shallow-water conditions. This environment is modeled as a wave guide bounded by two planar interfaces: the free surface and an idealized hard seabed. The objective is to analyze the influence of these boundaries on the acoustic signature of submerged objects. Three configurations are therefore considered: proximity to a free surface, proximity to a hard boundary, and immersion within a water layer between both interfaces. Time-domain analysis reveals the presence of additional echoes generated by reflections at the interfaces. Frequency-domain analysis shows a characteristic modulation of the amplitude spectra induced by these boundaries. The results demonstrate that the presence of interfaces modify the acoustic signature of the cylindrical shell, even at large depths. Finally, it is shown that the combined analysis of spectral modulations and time-of-flight information allows estimation of the distance between the cylinder and the interfaces, opening new perspectives for acoustic characterization in shallow-water environments.La pression acoustique diffusée par des cylindres immergés dans l’eau est étudiée à la fois expérimentalement et numériquement à l’aide de calculs d’éléments finis en 2D. En milieu fluide infini, les familles d’ondes circonférentielles se propageant dans la coque cylindrique sont bien établies, telles que l’onde de Franz, les ondes de Lamb généralisées et l’onde de Scholte-Stoneley. Cette thèse explore la façon dont la diffusion acoustique est modifiée lorsque le cylindre est placé dans un milieu restreint, représentant les conditions des eaux peu profondes. Ce milieu est modélisé comme un guide d’onde par deux interfaces planes : la surface libre et un fond marin idéalement rigide. L’objectif est d’analyser l’influence de ces frontières sur la signature acoustique d’objets immergés. Trois configurations sont ainsi considérées : proximité d’une surface libre, proximité d’une surface rigide et positionnement dans une couche d’eau. L’analyse temporelle met en évidence l’apparition d’échos supplémentaires liés aux réflexions sur les interfaces. L’étude fréquentielle révèle quant à elle une modulation caractéristique de l’amplitude des spectres due à la présence des frontières. Les résultats montrent que ces interfaces modifient significativement la signature acoustique de la coque cylindrique, même à grande profondeur. Enfin, il est démontré que l’étude conjointe des modulations spectrales et des temps de vol permet d’estimer la distance entre le cylindre et les interfaces, ouvrant des perspectives pour la caractérisation acoustique en milieu marin peu profond
Influence de la qualité de la pâte du béton parent sur la cure interne dans des bétons à base de granulats recyclés et à faible rapport eau sur liant
No full textEuropean Directive 2008/98/EC and French Ordinance no. 2010-1579 aim to increase the recycling of construction waste. In response, this study explores the use of recycled aggregates (RAs) from controlled source concretes (SC) to improve the durability and performance of recycled concretes (RC), particularly those with a low water to cement ratio (W/C).This thesis try to answer questions relating to the quality of recycled aggregates, the performance of recycled concretes and the improvement of internal curing effects:1. How does the quality of the parent concrete paste influence the properties of recycled aggregates, in particular their porosity, water absorption and hardness?2. How do these recycled aggregates affect the mechanical and hydric performance of the recycled concrete made with them? This research work examines, in particular, how recycled aggregates can improve the hydration of the new cement paste, reduce endogenous shrinkage, and thus improve certain durability parameters of recycled concrete.3. How recycled aggregates from standard parent concretes can act as effective internal curing agents, improving the new cement paste and reducing the risk of self-drying cracking?Two types of SC were produced: a building concrete (C25/30) and a civil engineering concrete (C40/50). These SCs were crushed to produce RAs, which were then used to create RCs of different strength classes (C25/30, C40/50, C60/75, and C80/95). The properties of the RAs, such as granulometry, water absorption, porosity, and hardness, were analyzed.Quality of Recycled Aggregates: The quality of the SC paste significantly influences the properties of the RAs. RAs from the higher-quality SC-C40/50 showed better paste quality and lower porosity compared to those from SC-C25/30.Internal Curing: RAs can act as internal curing agents by releasing water to hydrate the new cement paste, thus reducing autogenous shrinkage and improving the durability of the RC.Mechanical and Hydric Properties: RCs made with RAs show varying mechanical and hydric performances depending on the quality of the RAs. Higher-quality RAs (from SC-C40/50) led to RCs with better strength and lower porosity.The results indicate that the quality of the SC is crucial for the performance of the RAs and, consequently, the RCs. RAs from high-quality SCs (C40/50) are more effective for internal curing, enhancing cement paste hydration and reducing autogenous shrinkage. The porosity and hardness of the RAs are also key factors for the durability of the RCs.The study demonstrates that using RAs from controlled SCs can significantly improve the performance of RCs, especially those with low W/C ratios. This offers a viable solution to meet recycling requirements while producing durable and high-performance concrete.This research supports the increased integration of RAs in structural concrete, contributing to environmental sustainability and effective construction waste management. Future studies should focus on the kinetics of desorption of recycled aggregates, hydration of the new paste and cementation between the new and old paste in order to gain a better understanding of this complex phenomenon of structuring between the aggregate and the new paste.La directive européenne 2008/98/CE et l'Ordonnance française n°2010-1579 visent à augmenter le recyclage des déchets de construction. En réponse, cette étude explore l'utilisation de granulats recyclés (GR) issus de bétons parents (BP) contrôlés pour améliorer la durabilité et la performance des bétons recyclés (BR), particulièrement ceux à faible rapport eau/liant (E/C).Ce mémoire cherche à répondre aux questions relatives à la qualité des granulats recyclés, à la performance des bétons recyclés et à l’amélioration des effets de cure interne :1. Comment la qualité de la pâte du béton parent influence-t-elle les propriétés des granulats recyclés, notamment leur porosité, leur absorption d'eau, et leur dureté ?2. Comment ces granulats recyclés affectent-ils les performances mécaniques et hydriques des bétons recyclés fabriqués avec eux ? Ce travail de recherche examine, en particulier, comment les granulats recyclés peuvent améliorer l'hydratation de la nouvelle pâte de ciment, réduire le retrait endogène, et ainsi améliorer certains paramètres de durabilité des bétons recyclés.3. Dans quelle mesure les granulats recyclés issus de bétons parents standards peuvent-ils agir comme agents de cure interne efficaces, en améliorant la nouvelle pâte de ciment et en réduisant les risques de fissuration par auto-dessication ?Deux types de BP ont été fabriqués en centrale : un béton de bâtiment (C25/30) et un béton de génie civil (C40/50). Ces BP ont été concassés pour produire des GR, qui ont ensuite été utilisés pour fabriquer des BR de différentes classes de résistance (C25/30, C40/50, C60/75, et C80/95). Les propriétés des GR, telles que la granulométrie, l'absorption d'eau, la porosité, et la dureté, ont été analysées.La qualité de la pâte du BP influence les propriétés des GR. Les GR issus du BP-C40/50, plus performants, ont montré une meilleure qualité de pâte et une résistance à l’attrition supérieure comparativement aux GR issus du BP-C25/30.Les GR peuvent agir comme agents de cure interne en libérant de l'eau pour hydrater la nouvelle pâte de ciment, réduisant ainsi le retrait endogène et améliorant la qualité de pâte du BR.Les bétons recyclés fabriqués avec des GR montrent des performances mécaniques et hydriques variables selon la qualité des GR. Les GR de meilleure qualité (issus du BP-C40/50) ont conduit à des bétons recyclés pouvant atteindre une meilleure résistance et une porosité plus faible que des bétons témoins.Les GR issus de BP (C40/50) sont relativement efficaces pour la cure interne, améliorant l'hydratation de la pâte de ciment et réduisant le retrait endogène. La porosité et la dureté des GR sont également des facteurs déterminants pour la durabilité des BR.L'étude démontre que l'utilisation de GR issus de BP contrôlés peut améliorer significativement la performance des bétons recyclés, particulièrement ceux à faible rapport E/C. Cela offre une solution viable pour répondre aux exigences de recyclage tout en produisant des bétons durables et performants.Cette recherche soutient l'intégration accrue de GR dans les bétons structurels, contribuant ainsi à la durabilité environnementale et à la gestion efficace des déchets de construction. Les futures études devraient se concentrer sur les cinétiques de désorption des granulats recyclés, d’hydratation de la nouvelle pâte et de cémentation entre la nouvelle et l’ancienne pâte afin de mieux comprendre ce phénomène complexe de structuration entre le granulat et la nouvelle pâte
Méthodes magnétiques pour la détermination des contraintes internes dans les aciers
No full textThe analysis of internal stresses in materials is essential for ensuring the reliability and durability of industrial components. Stresses, whether residual or service-induced, can lead to defects such as cracking, fatigue, or premature failure. Conventional methods are often destructive, time-consuming, or limited in scope. Electromagnetic non-destructive testing (NDT) techniques offer an efficient alternative by exploiting the magnetic properties of ferromagnetic materials to assess internal states quickly, sensitively, and without damage. In this work, materials like single and polycrystalline silicon iron (FeSi) and DC04 steel were studied. The aim was to identify magnetic indicators correlated with the stress state, particularly the incremental permeability. The results show reproducible variations of these parameters under stress, reflecting internal changes such as domain wall motion or stress-induced anisotropy. These magnetic quantities can therefore serve as indirect markers of material stress.L'analyse des contraintes internes dans les matériaux est un enjeu central pour garantir la fiabilité et la longévité des composants industriels. Ces contraintes, qu'elles soient résiduelles ou liées à l'utilisation, peuvent entraîner des défauts majeurs tels que la fissuration, la fatigue ou la rupture prématurée. Les méthodes conventionnelles, souvent destructives ou limitées, peinent à répondre aux exigences actuelles de rapidité et de précision. Les techniques de contrôle non destructif (CND) électromagnétiques représentent une alternative efficace : elles exploitent les propriétés magnétiques des matériaux ferromagnétiques pour évaluer leur état interne de manière rapide, sensible et non invasive. Dans ce travail, des matériaux tels que le fer silicium (FeSi) monocristallin, pris comme matériau « modèle », et polycristallin, ainsi que l'acier DC04 (plus industriel) ont été étudiés. L'objectif était d'identifier des indicateurs magnétiques corrélés à l'état de contrainte, en particulier la perméabilité incrémentale. Les résultats montrent que ces paramètres varient de manière reproductible sous contrainte, traduisant les modifications internes liées au déplacement des parois de domaines magnétiques ou à l'anisotropie induite. Ces grandeurs peuvent ainsi être utilisées comme des marqueurs indirects de l'état de contrainte des matériaux
Vieillissement des surfaces de matériaux Cu(In,Ga)Se2 dans différents environnements
No full textNowadays, one of the flagship solar absorbers is the quaternary alloy Cu(InₓGa₁₋ₓ)Se₂ (CIGS), with solar cells reaching efficiencies up to 23.6%. Such high performances have been achieved through extensive optimization of both the individual layers and the overall device architecture. However, maintaining these efficiencies over time requires a precise understanding of the absorber surface itself, as it governs the critical interfaces where solar energy conversion takes place. To this end, this thesis investigates the effects of humidity, light, temperature and oxygen on the degradation of bare CIGS absorbers (SLG/Mo/CIGS), using a multi-technique and multi-scale approach, focused on surface analysis and combining photoemission and electron spectroscopy methods such as XPS, HaXPES, NAP-XPS, Nano-AES and SEM-EDS. Results demonstrate that the onset, extent, and penetration depth of degradation strongly depend on environmental conditions. Humidity is identified as the primary driving force, light acts as an accelerator, oxygen serves as an essential chemical trigger (without which no degradation occurs) and elevated temperature promotes molybdenum migration from the back contact. By bridging the gap between fundamental materials science and practical device fabrication, this research contributes to the development of more durable and resilient CIGS-based solar technologies.De nos jours, l'un des absorbeurs solaires de référence est l'alliage quaternaire Cu(InₓGa₁₋ₓ)Se₂ (CIGS), dont les cellules atteignent des rendements pouvant aller jusqu'à 23,6 %. De telles performances élevées ont été obtenues grâce à une optimisation approfondie à la fois des couches constitutives et de l'architecture globale du dispositif. Cependant, le maintien de ces rendements dans le temps nécessite une compréhension précise de la surface de l'absorbeur, qui gouverne les interfaces critiques où se produit la conversion de l'énergie solaire. Dans cette optique, la présente thèse étudie les effets de l'humidité, de la lumière, de la température et de l'oxygène sur la dégradation d'absorbeurs CIGS nus (SLG/Mo/CIGS), au moyen d'une approche multitechniques et multi-échelles centrées sur l'analyse de surface. Celle-ci combine différentes méthodes de spectroscopie photoélectronique et électronique telles que XPS, HAXPES, NAP-XPS, Nano-AES et SEM-EDS. Les résultats démontrent que le déclenchement, l'ampleur et la profondeur de pénétration de la dégradation dépendent fortement des conditions environnementales. L'humidité agit comme la force motrice principale, la lumière comme un accélérateur, l'oxygène comme déclencheur chimique essentiel (aucune dégradation ne survenant en son absence), tandis qu'une température élevée favorise la migration du molybdène depuis le contact arrière. En établissant un lien entre la science fondamentale des matériaux et la fabrication pratique des dispositifs, cette recherche contribue au développement de technologies solaires à base de CIGS plus durables et plus résilientes
Les Coxsackievirus déclenchent-ils un diabète de type 1 auto-immune ? : une étude immunopeptidomique
No full textType 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease, which results from the destruction of insulin-producing beta cells by self-reactive CD8+ T cells (T8). T1D has been linked to persistent Coxsackievirus B (CVB) infections. CVB infects beta cells and enter the body through the gut epithelium. Histological and epidemiological studies show that persistent infections in both tissues are strongly associated with T1D. Our laboratory has recently documented that CVB-infected pancreatic beta cells are primarily destroyed by the virus itself, and poorly targeted by anti-CVB T8. Therefore, we hypothesize that persistent CVB infections may be maintained due to ineffective anti-CVB T-cell responses and ignite autoimmunity by releasing self-antigens in an inflammatory milieu. My project aims to determine whether CVB can evade the anti-viral immune response at the intestinal entry site by following the key events that define this response, focusing on the antigenic viral presentation by infected enterocytes and antigen-presenting cells (APCs) exposed to infected beta cells. The project was conducted by using mass spectrometry-based immunopeptidomics and bioinformatics to identify viral antigen peptides displayed by HLA class I and II (HLA-I, HLA-II) molecules in an enterocyte model of CVB infection (CaCo2 cell line) and in THP-1-derived macrophages exposed to infected beta cells to model CVB peptide presentation by APCs in the pancreas. We then used these peptides to track their corresponding T-cell responses. CVB employs several immune evasion mechanisms in infected CaCo2 cells: it downregulates surface HLA-I expression, presents a narrow repertoire of viral peptides, and spreads via filopodia. This limited viral exposure was accompanied by dysregulation of antigen processing and presentation pathways and downregulation of interferon responses. Accordingly, circulating T8 recognizing these peptides displayed a limited effector/memory phenotype in seropositive individuals, aligning with weak in-vitro recognition by CVB-reactive T8 of infected CaCo2 cells. Interestingly, CVB infection upregulated HLA-II expression, suggesting that CD4+ T cells may be better effectors of the antiviral response. Using the set of identified HLA-II peptides, we tracked CD4+ responses via activation-induced marker assays. These findings may explain persistent CVB infections associated with T1D autoimmunity initiation and will inform CVB vaccine development for T1D prevention.Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune causée par la destruction des cellules bêta pancréatiques productrices d'insuline par des lymphocytes T CD8+ (LT8) auto-réactifs. Des études ont mis en évidence un lien entre le DT1 et des infections persistantes par les coxsackievirus de type B (CVB). Ces virus infectent les cellules bêta et pénètrent dans l'organisme via l'épithélium intestinal. Des données histologiques et épidémiologiques montrent une forte association entre ces infections persistantes dans le pancréas et l'intestin et le développement du DT1. Notre groupe a récemment montré que les cellules bêta infectées par le CVB sont majoritairement détruites par le virus lui-même, et non efficacement ciblées par les LT8 anti-CVB. Nous émettons donc l'hypothèse que la persistance virale pourrait résulter d'une réponse T antivirale inefficace, favorisant l'auto-immunité par la libération d'auto-antigènes dans un contexte inflammatoire. Ce projet vise à déterminer si le CVB est capable d'échapper à la réponse immunitaire antivirale dès son site d'entrée intestinal. Pour cela, nous suivons les événements clés de cette réponse, en nous concentrant sur la présentation antigénique par les entérocytes infectés et par les cellules présentatrices d'antigène exposées aux cellules bêta infectées. Nous avons utilisé une approche d'immunopeptidomique basée sur la spectrométrie de masse pour identifier les peptides viraux présentés par les molécules HLA de classe I et II (HLA-I, HLA-II), à la fois dans un modèle d'infection entérocytaire (lignée CaCo2) et dans des macrophages dérivés de la lignée THP-1 exposés à des cellules bêta infectées. Ces peptides ont ensuite permis de suivre les réponses des lymphocytes T correspondants. Nos résultats montrent que le CVB déploie plusieurs stratégies d'évasion immunitaire dans les cellules CaCo2 : diminution de l'expression des HLA-I à la surface cellulaire, répertoire restreint de peptides viraux présentés, et propagation par filopodes. Cette faible exposition antigénique s'accompagne d'une perturbation des voies de présentation de l'antigène et d'une diminution des réponses aux interférons. En accord avec ce défaut de présentation via l'HLA-I, les LT8 réactifs à ces peptides présentent un phénotype effecteur/mémoire limité dans le sang de sujets séropositifs, et reconnaissent faiblement les cellules CaCo2 infectées in vitro. De manière intéressante, l'infection par le CVB induit une augmentation de l'expression des HLA-II, suggérant un rôle plus efficace des LT4 dans la réponse antivirale. Grâce aux peptides HLA-II identifiés, nous avons suivi les réponses CD4+ via des tests basés sur les marqueurs induits par l'activation. Ces résultats apportent un éclairage sur les mécanismes favorisant la persistance des infections à CVB. Ils pourront guider le développement de vaccins contre le CVB pour la prévention du DT1