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Les échanges temporaires de parcelles entre exploitations : motivations agricoles et intérêt environnemental
No full textIn recent years in France, the land lever for environmental management consisting of acquiring land or regulating usage rights to ensure the restoration and preservation of drinking water has been strongly emphasised. Although effective, this lever is also costly and time consuming to implement. This thesis explores ways to improve the land lever by looking at the possibilities offered by temporary plots exchanges between farmers to reduce the environmental pressure of agricultural activity. The practice of exchanging plots between farmers refers to a diversity of action logics that result in temporary changes in land use rights. Through the perspective of Landscape agronomy and the sociology of land law, the thesis attempts to understand the agricultural motivations of temporary plots exchanges. It also assesses the environmental and economic impacts of this practice and discusses the conditions for its mobilisation as a lever for environmental management.This work was carried out in the Escrebieux catchment area in northern France. Data from the French Land Parcel Identification System also called Registre Parcellaire Graphique in french (2015-2019) were used to identify and caracterise the situations of temporary plot exchanges; while data from on-farm surveys helped to understand thier agricultural motivations. And the combinaition of these two sources of information, coupled with national data from crop surveys (AGRESTE), made it possible to assess thier environmental and economic consequences. The results tend to show that temporary plot exchanges are part of a strategy for allocating crops to plots, leading to a greater diversity of crop successions on the plots of farms that use them, compared to farms that do not. They also show that when temporary plot exchanges are done occasionally, they contribute to reducing phytosanitary pressure (especially herbicide) and to improving the economic performance of a certain category of farms that use them. Finally, this analysis shows that the mobilisation of temporary plot exchanges as a lever for environmental action depends strongly on the agricultural characteristics of the territory concerned and the prospects for agricultural development envisaged.The knowledge produced in this thesis, in particular on the agricultural motivations of the temporary exchanges of plots and the environmental and economic consequences induced by these exchanges, contributes to enrich the field of the possibilities of land action for the authorities in charge of managing drinking water catchment areas in their activity of preservation and protection of the water resource.Ces dernières années en France, le levier foncier consistant à acquérir des terres ou alors à encadrer les droits d'usage pour assurer la restauration et la préservation de l'eau potable a fortement été mis en avant. Bien qu'efficace, ce levier est aussi coûteux et long à mettre en place. Cette thèse explore les voies d'amélioration du levier foncier en s'intéressant aux possibilités qu'offrent les échanges temporaires de parcelles entre agriculteurs pour réduire la pression environnementale de l'activité agricole. Les pratiques d'échanges de parcelles entre agriculteurs renvoient à une diversité de logiques d'action qui se traduisent par des changements temporaires de droits d'usages sur le foncier. Au prisme de l'agronomie des territoires et de la sociologie du droit foncier, la thèse s'attelle à comprendre les motivations agricoles des échanges temporaires de parcelles. Elle évalue aussi les impacts environnementaux et économiques de cette pratique et discute des conditions de sa mobilisation comme levier d'action environnemental.Ce travail a été mené sur l'aire d'alimentation de captage d'Escrebieux située dans le nord de la France. Les données du Registre Parcellaire Graphique (RPG 2015-2019) ont permis d'identifier et de caractériser les situations des échanges temporaires de parcelles entre exploitations. Les données issues d'enquêtes en exploitation ont aidé à comprendre les motivations agricoles. La combinaison de ces deux sources d'information couplé aux données nationales issues des enquêtes pratiques culturales (AGRESTE) ont permis d'évaluer les impacts environnementaux et économiques.Les résultats tendent à montrer que les échanges temporaires de parcelles relèvent d'une stratégie d'allocation des cultures aux parcelles conduisant à une plus grande diversité des successions culturales sur les parcelles des exploitations qui y ont recours, en comparaison des exploitations qui n'en font pas. Ils montrent aussi que lorsque les échanges temporaires de parcelles se font de manière occasionnelle, ils contribuent à réduire la pression phytosanitaire (notamment herbicide) et à améliorer les performances économiques d'une certaine catégorie d'exploitations qui y ont recours. Enfin, cette analyse montre que la mobilisation des échanges temporaires de parcelles comme levier d'action environnemental dépend fortement des caractéristiques agricoles du territoire concerné et des perspectives d'évolution agricole envisagées.Les connaissances produites dans cette thèse, notamment sur les motivations agricoles des échanges temporaires de parcelles et les conséquences environnementales et économiques induites par ces échanges, contribuent à enrichir le champ des possibilités d'action foncière pour les gestionnaires des aires d'alimentation de captage dans leur activité de préservation et de protection de la ressource en eau
L'effet de l'hétérogénéité de contrainte sur l'auto-échauffement des polymères/élastomères renforcés
No full textThis work studied the effect of stress heterogeneity on the heat build-up of reinforced thermoplastics and rubbers. Forthermoplastics, experimental, theoretical and numerical methods were used. Notched and fracture mechanic samples,whose analytical stress states were proposed by Bridgman and Rice-Johnson respectively, were tested under tensileloading. 2D/3D numerical modeling by finite element method was conducted, in which adiabatic heating was considered.A satisfactory agreement was obtained between experimental, theoretical and numerical results including stress/strainand temperature rise. The temeprature rise is more closely in line with stress states than with strain. Additionally, theheterogeneous temeprature rise and numerical stress in thickness revealed the necessity of 3D modeling. The study alsoinvestigated the mechanical properties and surface temrperature rise of rubbers. A temperature and time dependent bulkmodulus was obtained for rubbers under hydrostatic stress.Ce travail a étudié l’effet de l’hétérogénéité de contrainte sur l’auto- échauffement des thermoplastiques/élastomères renforcés. Pour les thermoplastiques, les méthodes expérimentales, théorique et numérique ont été utilisées. Des éprouvettes plates entaillées et pré-fissurées, dont l’ état de contrainte analytique a été proposé par Bridgman et Rice-Johnson respectivement,ont été testées sous chargement de traction. La modélisation numérique 2D/3D par la méthode des éléments finis a été réalisée, dans laquelle l’ échauffement adiabatique a été pris en compte. Une corrélation satisfaisante a été obtenue entre les résultats expérimentaux, théoriques et numériques, y compris l’ élévation de température et les contraintes/déformations. L’augmentation de température est plus étroitement liée aux états de contrainte qu’ `a la déformation.De plus, l’augmentation de température hétérogène et la contrainte numérique dans l’ épaisseur ont révélé la nécessité d’une modélisation 3D. L’ étude a également examiné les propriétés mécaniques et l’augmentation de température des élastomères. Une dépendance du temps et de la température du module de compressibilité a été obtenue pour les élastomères soumis `a une contrainte hydrostatique
Valorisation des biodéchets urbains par vermicompostage sur des sols de grandes cultures conduits en AB : une pratique agroécologique pour préserver la biodiversité des sols ?
No full textVermicomposting of biowaste was poorly studied up to now despite the benefits associated to the use of earthworms to transform waste into vermicompost. The objectives of this research were to (1) evaluate, in a qualitative and quantitative way, the benefits of vermicompost from urban biowaste, (2) assess the effects, when applied to soil, on the physico-chemical fertility and the biological quality of the soil, and (3) assess the agronomic benefits in a cropping systems conducted under Organic Farming (OF). For this purpose, vermicompost was compared to two other organic products (OP) from urban biowaste treatment systems, a "classical" compost and a digestate from a digester.The characterization of the organic products was carried out with a new approach associating two traditional analyses (elementary chemistry and IROC) with two innovative analyses (Rock-Eval® and transmission electron microscopy: TEM). In parallel, a field trial was conducted in a farm in transition to OF to assess the effects of repeated applications of different OP (compost, digestate and vermicompost) on a 2-year field crop cycle (barley, winter wheat). Low-dose nitrogen applications (60 and 80 kg.N.ha-1 depending on crop needs) were used for all the OP and as well high doses (120 and 160 kg.N.ha-1) for compost and vermicompost. The soil biological quality was studied in depth by monitoring earthworm communities, soil mesofauna (including springtails) and soil enzyme activities. A laboratory experiment was also carried out to characterize the effect of the different OP on the burrowing behavior of two earthworms (Lumbricus terrestris and Aporrectodea caliginosa).Vermicompost from biowaste has both amending (IROC: 88% and Rock-Eval® R-index: 0.54) and fertilizing (MET: available colloidal OM) properties. It has reached the most advanced level of decomposition among the studied OP (as proved using TEM: highly decomposed organic residues where the lignolytic activity of the microorganisms has degraded the majority of the woody fragments). This methodological study highlighted a good linear correlation between the R-index of Rock-eval® and the IROC (R: 0.97). The high dose of vermicompost increased barley yields in the first year compared to the control (+16.5%) albeit not in the second year probably due to unfavorable climatic conditions (drought). The high dose of vermicompost also significantly increased the abundance and biomass of adult earthworms (+100% for abundance and + 260% for adult biomass) with the highest effect compared to other OP. Regarding soil chemistry, vermicompost significantly increased soil Caech and Mgech compared to the control. Overall, compost had no effect on yield at any dose but significantly increased soil Ptot and Kech at high dose and significantly increased phosphatase activity and adult earthworm biomass at low dose. Under laboratory conditions, compost stimulated the most the bioturbation activity of the two earthworm species tested, with a greater effect at high doses. The digestate had mainly positive impacts on crop yields compared to the control in both years of experimentation (+13 and 36%). Globally, the use of vermicompost from urban biowaste in OF represents the best compromise in terms of ecosystem services. Vermicomposting is an underestimated process for the recycling of biowaste and would deserve less regulatory barriers to allow its development as a quality OM for soil application.Le vermicompostage des biodéchets est une filière peu étudiée mais potentiellement intéressante car elle repose sur l'utilisation de vers de terre pour transformer ces déchets en vermicompost. Les objectifs de ce travail de recherche sont d'évaluer (1) de manière qualitative et quantitative la qualité du vermicompost issus des biodéchets urbains, (2) ses effets sur la fertilité physico-chimique et la qualité biologique du sol, et (3) son intérêt agronomique sur des systèmes conduits en Agriculture Biologique (AB). Dans ce but, le vermicompost est comparé à deux autres produits organiques (PRO) issus de filières de traitement des biodéchets urbains, un compost "classique" et un digestat de méthaniseur.La caractérisation des PRO a été réalisée en laboratoire avec une nouvelle approche associant deux analyses classiques (chimie élémentaire et ISMO) à deux analyses innovantes (Rock-Eval® et microscopie électronique à transmission : MET). En parallèle, un essai au champ a été conduit dans une ferme en transition vers l'AB afin d'observer les effets des apports répétés des différents PRO (compost, digestat et vermicompost) sur un cycle de grande culture de 2 ans (orge, blé). Des apports à faible dose d'azote par rapport aux besoins des cultures (60 et 80 kg.N.ha-1) ont été réalisés pour tous les PRO et à forte dose pour le compost et le vermicompost (120 et 160 kg.N.ha-1). La qualité biologique du sol a fait l'objet d'une étude approfondie avec le suivi des communautés de lombriciens, de la mésofaune du sol (totale et collemboles) et des activités enzymatiques du sol. Une expérimentation de laboratoire a également été réalisée pour caractériser l'effet des différents PRO sur le comportement de deux lombriciens (L. terrestris et A. caliginosa).Le vermicompost issu des biodéchets est un produit qui possède à la fois des propriétés amendantes (ISMO : 88% et R-index du Rock-Eval® : 0,54) et fertilisantes (MET : MO colloïdale disponible). Il a atteint le stade de décomposition le plus évolué parmi les PRO étudiés (MET : résidus organiques très décomposés où l'activité lignolytique des microorganismes a dégradé la majorité des fragments ligneux). Notre étude méthodologique a permis de mettre en évidence une corrélation entre le R-index du Rock-eval® et l'ISMO (R : 0,97). L'apport à forte dose de vermicompost a permis d'augmenter les rendements de l'orge dès la première année par rapport au témoin (16,5%) mais pas la seconde année où les conditions climatiques ont été défavorables (sécheresse). Le vermicompost à forte dose a également permis d'augmenter significativement l'abondances et la biomasse des lombriciens adultes avec la plus forte augmentation (+100% pour l'abondance et + 260 % pour la biomasse des adultes). Le vermicompost a permis d'augmenter significativement le Caech et Mgech du sol par rapport au témoin. Le compost n'a eu que peu d'effets sur le rendement quelle que soit la dose. La forte dose a permis d'augmenter significativement le Ptot et Kech du sol et la faible dose a permis d'augmenter significativement l'activité phosphatase et la biomasse des lombriciens adultes. En laboratoire, le compost stimule le plus l'activité de bioturbation des 2 lombriciens testés avec un effet plus important à forte dose. Le digestat quant à lui a eu essentiellement des impacts positifs sur les rendements des cultures par rapport au témoin les deux années d'expérimentations (+13 et 36 % respectivement). In fine, le vermicompost issu des biodéchets urbains est le PRO qui réalise le meilleur compromis en termes de services écosystémiques en grande culture en AB. Le vermicompostage est une filière sous-estimée pour le recyclage des biodéchets, il est ainsi nécessaire de lever des freins réglementaires pour permettre son développement et un retour au sol d'une MO de qualité
Développement de biomarqueurs en imagerie ultrasonore fonctionnelle (fUS) dans deux modèles précliniques de Sclérose en Plaques
No full textMultiple Sclerosis (MS) is an autoimmune disease of the central nervous system (CNS) resulting in demyelination. It is affecting 2.8 million people worldwide and it is the commonest non-traumatic disabling disease to affect young adults. Although treatments exist to manage the condition, no cure has been found to stop the progression of neurodegeneration. Many aspects of the disease have been described with Magnetic Resonance Imaging (MRI) but the underlying cause and mechanisms remain poorly understood. To develop new treatments and investigate the multiple systems impacted by MS, new imaging technologies are needed at the preclinical stage. Functional ultrasound (fUS) imaging has recently been demonstrated to robustly measure brain cerebral blood volume (CBV) dynamics as an indirect measure of neural activity. The aim of my PhD was to propose biomarkers de- and re- myelination in two animal models of MS using fUS imaging.In order to study the changes of CBV evoked by whiskers stimulation, first we developed a protocol to trigger the whiskers stimulations and reduce user-dependent variability. The parameters of the stimulation (frequency, duration of stimulation) were optimized, along with the plane of imaging through a fully-automatic ultrasound-based neuro-navigation approach. This protocol was used with other imaging modalities, such as functional connectivity and Ultrasound Localization Microscopy (ULM), in two animal models of MS. The lysolecithin (LPC) model showed poor results, probably due to the small lesion induced and the effect of the injection itself. The longitudinal study of the Cuprizone model however, showed very interesting results concerning the temporal and spatial aspects of the activation of the cortex at the early stage of the model development, at the full demyelination stage and after 2 weeks of spontaneous remyelination.Our results show that extended demyelination induced an increased hemodynamic response in the primary sensory cortex both spatially and temporally, which is coherent with fMRI data collected on MS patients. The velocity measured with ULM in penetrating arterioles was reduced in cuprizone treated mice, suggesting an alteration of the neurovascular unit.Finally, we assessed the potential of these results as strong biomarkers in a preclinical context using classification and regression models. The fUS biomarkers were able to accurately classify animals as demyelinated with high accuracy (88%), sensitivity (88%), and specificity (100%). Furthermore, these fUS measures significantly predicted the myelin level in the median corpus callosum, which is often used as an indicator of the severity of the cuprizone model. These promising results highlight the potential of fUS as a valuable tool for assessing and monitoring demyelination in preclinical research.La sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune du système nerveux central entraînant une démyélinisation. Elle touche 2,8 millions de personnes dans le monde et elle est première cause de handicap sévère non traumatique chez les jeunes adultes. Bien que des traitements existent pour gérer la maladie, aucun remède n'a été trouvé pour arrêter la neurodégénérescence progressive. De nombreux aspects de la maladie ont été décrits avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM), mais sa cause sous-jacente et ses mécanismes restent mal compris. Pour développer de nouveaux traitements et étudier les différents aspects de la SEP, de nouvelles technologies d'imagerie sont nécessaires au stade préclinique. L’imagerie par ultrasons fonctionnels (fUS) a déjà été utilisée pour mesurer indirectement l’activité du cerveau en suivant les changements de volume sanguin cérébral (CBV). Le but de cette thèse était d'identifier les biomarqueurs de la démyélinisation et remyélinisation dans deux modèles animaux de la SEP grâce à l’imagerie fUS.De façon à étudier les altérations de réponse fonctionnelle à la stimulation de la moustache, nous avons d’abord développé un protocole pour stimuler automatiquement les moustaches et réduire la variabilité due à l'utilisateur. Les paramètres de la stimulation (fréquence, durée de stimulation) ont été optimisés, ainsi que le plan d'imagerie grâce à une approche de neuro-navigation automatique basée sur les ultrasons. Enfin, ce protocole a été utilisé avec d’autres modalités d’imagerie, telles que la connectivité fonctionnelle et la Microscopie de Localisation Ultrasonore (ULM) dans deux modèles animaux de la SEP. Le modèle lysolécithine (LPC) n’a pas montré de résultats satisfaisants, ce qui est probablement dû à la petite taille de la lésion induite et à l’effet de l’injection elle-même. Cependant, l’étude longitudinale du modèle Cuprizone a montré des résultats très intéressants, autant sur les aspects temporels que spatiaux de l'activation du cortex au stade précoce du développement du modèle, au stade de démyélinisation complète et au stade de la remyélinisation spontanée.Nos résultats montrent une augmentation de la réponse fonctionnelle dans le cortex somatosensoriel, sur le plan spatial et temporel, exclusivement au stade de la démyélinisation complète. Une diminution de la vitesse de flux sanguin dans les artérioles pénétrantes a aussi été mesurée avec l’ULM, suggérant une altération du couplage neurovasculaire.Enfin, nous avons évalué le potentiel de ces résultats en tant que biomarqueurs robustes dans un contexte préclinique en utilisant des modèles de classification et de régression. Les biomarqueurs fUS ont été capables de classifier les animaux comme démyélinisés avec une grande précision (88%), sensibilité (88%) et spécificité (100%). De plus, ces mesures fUS ont prédit de manière significative le niveau de myéline dans le corps calleux médian, souvent utilisé comme indicateur de la sévérité du modèle cuprizone. Ces résultats prometteurs mettent en évidence le potentiel du fUS à évaluer et surveiller la démyélinisation dans la recherche préclinique
Modeling and simulation of high-temperature H2O and CO2 Co-electrolysis in Molten Carbonates
No full textThis work aims to assess the techno-economic feasibility of a Power-to-SNG technology utilizing high-temperature molten carbonate electrolysis cells (MCEC) for syngas production and electricity storage through co-electrolysis of H2O and CO2. For this purpose, a validated steady-state model of the MCEC was developed, followed by a sensitivity analysis to determine optimal operating conditions. Subsequently, a 1 MW scale Power-to-SNG process was proposed and simulated in Aspen Plus software, considering heat integration for energy savings. The evaluation shows an overall energy efficiency of 68.7% and a 1.3 tonne/day methane production rate. The system's dynamic behavior for the MCEC electrolyzer and the methanation reactor was assessed. Following this, the dynamic response of the overall process with load changes when coupled with intermittent renewable power was examined, revealing its sensitivity to these sources, with wind power showing better consistency than solar power. Finally, the economic feasibility was analyzed, highlighting the need for improvements in electrolyzer lifespan, cell cost reduction, and lower electricity prices to compete with market prices. The future outlook for achieving competitive synthetic methane production costs is promising, with expected low electricity costs from renewable sources and achievable CO2 capture costs. However, challenges remain in capital expenses, particularly improving the lifetime and cost of the MCEC electrolyzer, although advancements in MCFC technology show potential for cost reduction by 2030. This extensive research provides insight into the envisaged process's potential as an environmentally friendly and viable solution for synthetic methane production.Ce travail vise à évaluer la faisabilité technico-économique d'une technologie Power-to-SNG utilisant des cellules d'électrolyse à haute température à électrolyte à base de carbonates fondus (MCEC) pour la production de gaz de synthèse et le stockage d'électricité par co-électrolyse de H2O et CO2. À cette fin, un modèle stationnaire validé du MCEC a été développé, suivi d'une analyse de sensibilité pour déterminer les conditions de fonctionnement optimales. Ensuite, un procédé Power-to-SNG à l'échelle de 1 MW a été proposé et simulé à l'aide du logiciel Aspen Plus, en tenant compte de l'intégration thermique pour assurer des économies d'énergie. L'évaluation montre un rendement énergétique global de 68,7% et un taux de production de méthane de 1,3 tonne par jour. Le comportement dynamique du système, comprenant l'électrolyseur MCEC et le réacteur de méthanation, a été évalué. La réponse dynamique du procédé global aux variations de charge lorsqu'il est couplé à une source d'énergie renouvelable intermittente a été examinée, révélant sa sensibilité à ces sources avec une meilleure cohérence vis-à-vis de l'énergie éolienne par rapport à l'énergie solaire. Enfin, la faisabilité économique a été analysée, mettant en évidence la nécessité d'améliorer la durée de vie de l'électrolyseur, de réduire les coûts des cellules et de baisser les prix de l'électricité pour être compétitif sur le marché. Les perspectives d'avenir pour atteindre des coûts compétitifs de production de méthane synthétique sont encourageantes, avec des coûts attendus bas de l'électricité provenant de sources renouvelables et des coûts réalistes pour le captage du CO2. Cependant, des défis subsistent en ce qui concerne les dépenses en capital, en particulier par rapport à l'amélioration de la durée de vie et du coût de l'électrolyseur MCEC, même si des avancées dans la technologie MCFC montrent un potentiel de réduction des coûts d'ici 2030. Cette recherche approfondie offre un aperçu du potentiel envisagé du procédé en tant que solution écologique et viable pour la production de méthane de synthèse
La gestion intégrée de la santé animale étudiée via le prisme du travail : Cas des élevages laitiers du Grand Ouest français
No full textDairy farming is under pressure to improve and implement a more preventive and systemic approach to animal health, while at the same time being subject to constant changes: herd expansion, introduction of digital technology and greater variability in the size and composition of work groups. These transformations of work in livestock systems have consequences on the implementation of a more systemic vision of animal health. Indeed, these transformations lead to a greater diversity of dairy farming systems in which the way in which work organization and health management are combined is not well known. As there is little scientific literature describing the work components that interact with health management, this thesis proposes the concept of integrated animal health management (IHM) to link these two dimensions and produce new knowledge. IHAM is then understood as the set of knowledge and skills coordinated in a heterogeneous work group to maintain the health balance of the herd.Two main steps were implemented to produce knowledge on the integrated animal health management approach through the prism of work- characterize the breeding systems by linking their work expectations, particularly with respect to the productivity of this factor on the one hand, the organization (labor, equipment, management) and finally the management of health from a preventive and curative point of view. Qualitative surveys were conducted with the pilots of a panel of 10 breeding systems representing a diversity of size, labor, technical system. They allowed the identification of 7 variables characterizing the work-health link. With the extension of the survey to a larger panel of farms (n=50), we produced a typology of systems showing how these variables are combined in the breeding systems.- To characterize the operational management of care, by looking at all the members of the collective working on the dairy farm of these same 10 farms. The study of the distribution of knowledge, skills and registers of intervention (practices, means of communication) within the group allowed us to conceptualize what we call "technical care itineraries" applied to mastitis and calves. We highlight the importance of the composition of the workforce and the distribution of tasks on these itineraries.Through the chosen discipline, the aim is to explore and explain the links between integrated animal health management and work in dairy farming, which have not yet been made.L’élevage laitier est soumis à des injonctions pour améliorer et mettre en place une approche plus préventive et systémique de la santé animale, tout en s’inscrivant dans des dynamiques de transformations constantes : agrandissement des troupeaux, introduction du numérique et variabilité plus forte de la taille et composition des collectifs de travail. Ces transformations du travail dans les systèmes d’élevages ont des conséquences sur la mise en application d’une vision plus systémique de la santé animale. En effet, ces transformations induisent une plus grande diversité des systèmes d’élevages laitiers dans lesquels on ne connait pas bien la façon dont sont combinés organisation du travail et gestion de la santé. Comme il existe peu de littérature scientifique permettant de décrire les composantes travail qui interagissent avec la conduite de la santé, cette thèse propose le concept de gestion intégrée de la santé animale (GISA) pour relier ces deux dimensions et produire des connaissances nouvelles. La GISA est alors entendue comme l’ensemble des connaissances et compétences coordonnées dans un collectif de travail hétérogène pour maintenir l’équilibre sanitaire du troupeau.2 grandes étapes ont été mises en œuvre pour produire des connaissances sur l’approche de la gestion intégrée de la santé animale à travers le prisme du travail :- caractériser les systèmes d’élevage en reliant leurs attentes travail, notamment vis-à-vis de la productivité de ce facteur d’une part, l’organisation (main d’œuvre, équipements, conduite) et enfin la gestion de la santé d’un point de vue préventif et curatif. Des enquêtes qualitatives ont été menées auprès des pilotes d’un panel de 10 systèmes d’élevage représentant une diversité de taille, main-d’œuvre, système technique. Elles ont permis d’identifier 7 variables de caractérisation du lien travail santé. Avec l’élargissement de l’enquête à un panel plus large d’exploitations (n=50), nous avons produit une typologie des systèmes montrant la façon dont se combinent ces variables dans les systèmes d’élevage.- caractériser la gestion opérationnelle des soins, en s’intéressant à tous les membres du collectif travaillant sur l’atelier laitier de ces mêmes 10 exploitations. L’étude de la distribution des connaissances, compétences et registres d’intervention (pratiques, moyens de communications) au sein du collectif a permis de conceptualiser ce que nous appelons « des itinéraires techniques de soins » appliqués aux mammites et aux veaux. Nous mettons en évidence le poids de la composition de la main-d’œuvre et de la distribution des tâches sur ces itinéraires.Il s'agit donc, à travers la discipline choisie, d'explorer et d'expliciter des liens encore peu faits entre la gestion intégrée de la santé animale et le travail en élevage laitier
Recherche de nouvelles cibles thérapeutiques pour la mucoviscidose par des approches de biologie des systèmes et de chémogénomique
No full textCystic Fibrosis (CF) is the most frequent life-limiting autosomal disease in the Caucasian population. It is caused by mutations in the gene coding the Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator (CFTR) protein, acting as a chloride (Cl-) channel at the membrane of epithelial cells. CF is mainly deleterious for the lung where chronic infection and tissue damage progressively cause respiratory insufficiency. More than 2000 mutations are known in the CFTR gene, but 70% of the patients are homozygous for the deletion of residue F508 (F508del).CF treatment remained symptomatic for a long time, but pharmacologic CFTR modulators became recently available. However, they have a limited effect in F508del homozygous patients, and do not stop disease evolution. They remain mutation specific, and around 15% of CF patients cannot benefit. Moreover, their protein targets, mechanisms of action and long-term side effects are still unknown.In addition, CF overall physiopathology cannot be solely explained by the loss of the CFTR chloride channel function. Our hypothesis is that CFTR belongs to a yet not fully deciphered network of proteins, whose functions are disrupted by the absence of CFTR, thus participating in some of the abnormal cellular phenotypes that characterise CF.Using systems biology approaches and machine-learning chemogenomics methods, the aims of the project are to: (1) identify in-silico candidate therapeutic targets by building the network of CF molecular dysregulations caused by the absence of CFTR based on transcriptomic data; (2) identify protein targets of CFTR modulators to decipher their mechanisms of action.At term, the project should help identify new therapeutic strategies combining drugs targeting restoration of CFTR maturation and function, to drugs targeting the network of CF molecular dysregulations. This systemic approach may provide therapeutic solutions for CF patients with mutations for which there is currently no specific therapy.La mucoviscidose est la maladie autosomale grave la plus fréquente dans la populationcaucasienne. Elle est causée par des mutations du gène codant pour la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator), qui agit comme un canal de chlorure (Cl-) à la membrane des cellules épithéliales. La mucoviscidose est principalement délétère pour les poumons, où l'infection chronique et les lésions tissulaires provoquent progressivement une insuffisance respiratoire. Plus de 2000 mutations sont connues pour le gène CFTR, mais 70% des patients sont homozygotes pour la délétion du résidu F508 (F508del).Le traitement de la mucoviscidose est resté longtemps symptomatique, mais des modulateurs pharmacologiques de la CFTR sont disponibles depuis peu. Cependant, ils ont un effet limité chez les patients homozygotes F508del et n'arrêtent pas l'évolution de la maladie. Ils restent spécifiques à certaines mutations, et environ 15 % des patients ne peuvent pas en bénéficier. En outre, leurs cibles protéiques, leurs mécanismes d'action et leurs effets secondaires à long terme sont encore inconnus.En outre, la pathophysiologie globale de la mucoviscidose ne peut être expliquée uniquement par la perte de la fonction du canal chlorure CFTR. Notre hypothèse est que CFTR appartient à un réseau de protéines qui n'ont pas encore été toutes identifiées et dont les fonctions sont perturbées par l'absence de CFTR, participant ainsi à certains des phénotypes cellulaires anormaux qui caractérisent la maladie.En utilisant des approches de biologie des systèmes et des méthodes d'apprentissage automatique chémogénomique, les objectifs du projet sont les suivants : (1) identifier in-silico des cibles thérapeutiques candidates en construisant le réseau des dérégulations moléculaires de la mucoviscidose causées par l'absence de CFTR à l'aide de données transcriptomiques; (2) identifier les cibles protéiques des modulateurs de CFTR afin de déchiffrer leurs mécanismes d'action.À terme, le projet devrait permettre d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques combinant des médicaments ciblant la restauration de la maturation et de la fonction de CFTR, à des médicaments ciblant le réseau de dérégulations de la maladie. Cette approche systémique pourrait apporter des solutions thérapeutiques aux patients présentant des mutations pour lesquelles il n'existe actuellement aucune thérapie
Interaction du PEKK et des composites PEKK/FC avec l'eau et le Skydrol
No full textLightening aircraft remains a major issue for the aeronautics industry. The development of composites with thermoplastic matrices, replacing thermosetting ones, makes it possible to obtain weldable and recyclable materials, with a higher service temperature. This thesis is part of the PSPC HAICoPAS project, led by Hexcel and Arkema, whose goal is to design high-performance thermoplastic matrix composite tapes. The objective of this thesis is to evaluate the impact of water and Skydrol (a hydraulic fluid used in aeronautics) on the properties of CF/PEKK composites (carbon fiber reinforced polyetherketoneketone) and to identify the mechanisms responsible for potential loss of property. To answer this problem, the study concerns both the PEKK matrix alone and the CF/PEKK composite. The water transport mechanisms in the matrix as well as in the composite are determined by gravimetry. The different water transport parameters are measured in a temperature range of 30°C to 70°C, both in water immersion and by DVS, for relative humidities between 10% and 90%. The diffusion of water in the PEKK alone follows a Fick's law while a deviation from this law is visible at long times for the CF/PEKK composite immersed in water. The solubility of water in PEKK follows Henry's law. However, water absorption in the composite, as a function of relative humidity, is modeled by Henry's law coupled with a power law attributed to a “clustering” phenomenon taking place in the microcavities. The mechanical properties of the matrix and of the composite are little affected by water, which essentially induces plasticization of the matrix and which does not seem to affect the fibre/matrix interface. The immersion of CF/PEKK composite in the Skydrol reveals a quantity of fluid absorbed by the crossed composite [0/90] ten times greater than for the unidirectional layup. This result is the consequence of cavities of submicronic size created in the [0/90] composite in the form of decohesions at the fibre/matrix interface. These decohesions are present only at the level of the interply of the cross-ply composites (0/90, ±45° or quasi-isotropic). Their formation is attributed to the thermal shrinkage differential that exists between the carbon fibers and the PEKK matrix, causing a post-consolidation residual stress field upon cooling. These very localized damages do not affect the resulting mechanical properties in ILSS.Alléger les avions reste une problématique majeure pour l’industrie aéronautique. Le développement de composites à matrices thermoplastiques, en remplacement des thermodurcissables, permet d’obtenir des matériaux soudables et recyclables, avec une température de service supérieure. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet PSPC HAICoPAS, porté par Hexcel et Arkema, dont le but est de concevoir des nappes de composites à matrices thermoplastiques hautes performances. L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’impact de l’eau et du Skydrol (un fluide hydraulique utilisé en aéronautique) sur les propriétés des composites PEKK/FC (polyéthercétonecétone renforcé en fibres de carbone) et d’identifier les mécanismes responsables des potentielles pertes de propriétés. Pour répondre à cette problématique, l’étude porte à la fois sur la matrice PEKK seule et sur le composite PEKK/FC. Les mécanismes de transport de l’eau dans la matrice ainsi que dans le composite sont mis en évidence par gravimétrie. Les différents paramètres de transport de l’eau sont déterminés dans une gamme de températures de 30°C à 70°C, à la fois en immersion dans l’eau et par DVS pour des humidités relatives entre 10% et 90%. La diffusion de l’eau dans le PEKK seul suit une loi de Fick tandis qu’une déviation de cette loi est observée aux temps long pour le composite PEKK/FC immergé dans l’eau. La solubilité de l’eau dans le PEKK suit une loi d’Henry. Cependant, l’absorption d’eau dans le composite, en fonction de l’humidité relative, est modélisée par une loi d’Henry couplée à une loi de puissance attribuée à un phénomène de « clustering » ayant lieu dans les micro cavités. Les propriétés mécaniques de la matrice et du composite sont peu impactées par l’eau qui induit essentiellement une plastification de la matrice et qui ne semble pas impacter l’interface fibre/matrice. L’immersion de composite PEKK/FC dans le Skydrol révèle une quantité de fluide absorbé par le composite croisé [0/90] dix fois plus importante que pour l’unidirectionnel. Ce résultat est la conséquence de cavités de taille submicronique créées dans le composite [0/90] sous la forme de décohésions à l’interface fibre/matrice. Ces décohésions sont présentes uniquement au niveau des interplis des composites d’empilements croisés (0/90, ±45° ou quasi-isotropes). Leur formation est attribuée au différentiel de retrait thermique qui existe entre les fibres de carbone et la matrice PEKK, causant un champ de contraintes résiduelles post-consolidation, lors du refroidissement. Ces endommagements, très localisés, n’impactent pas les propriétés mécaniques déterminées en ILSS
Développement de chaînes de modélisation numérique pour prendre en compte les effets de la variabilité à petites échelles du vent dans la simulation de la production électrique avec des éoliennes
No full textAtmospheric fields, and notably wind fields are known to exhibit extreme variability across wide ranges of space-time scales. This makes them complex to analyse, model and even to observe. Standard Gaussian tools are not able to deal with such variability and underestimate extreme fluctuations. However, the ongoing increase of wind power production in energy transition scenarios highlights the need to better characterize and simulate these fields.Multifractals are an appropriate candidate for this required framework. Indeed, they rely on the physically based concept of scale invariance retrieved from the governing Navier-Stokes equations. In this framework, fields are generated through a multiplicative cascade process, where activity is iteratively transferred from large scales down to dissipation scales, which is of few millimeters in the case of wind. In the specific framework of Universal Multifractals (UM) only three parameters with clear physical interpretations are needed to fully characterize the fields' variability. UM have been extensively used to characterize and simulate a wide range of geophysical fields such as wind, rainfall or river flow.In a first step of this PhD, realistic wind fields are simulated. First, UM analysis were implemented on high-resolution 3D anemometer data collected during the RW-Turb measurement campaign that took place over 2.5 years on the operational wind farm of Pays d'Othe. A good scaling behaviour between 4 s and 17 min was observed and trends of retrieved UM parameters were identified depending on average wind. Rapid changes are found up to roughly 4 m/s before reaching a plateau. Then wind fields are simulated relying on existing methods for continuous cascades. These tools are designed to facilitate the simulation of both scalar and vector geophysical fields, expanding beyond the constraints of one-dimensional scenarios. They offer the flexibility to extend their application to spatial, temporal, or spatio-temporal fields, providing a versatile approach to modeling complex vector fields. Four distinct wind simulation methods are implemented on the range of scales identified in the analysis. The first one entails the reconstruction of wind fields from point measurements using scaling laws, although it does involve certain oversimplifications. The next two methods, are both based on Fractionally Integrated Flux. One directly simulates wind fields, while the second is tailored to model wind fluctuations and reconstruct wind from there. Tools to simulate scalars (horizontal wind) or vectors for time series, maps or in a 3D space plus time framework were developed. Finally, fields were also generated using the commercial software Turbsim, developed by the US National Renewable Energy Laboratory (NREL). It relies on Gaussian statistics which are know to exhibit limitations in capturing the true nature of wind fields. Simulation were analysed in 1D and 2D to confirm validity. It appears that observed wind properties are best reproduced by direct FIF simulations.Finally, the wind fields simulated are used to investigate the effects of small-scale wind variability on the wind turbine torque computation by imputing the simulated vector fields into three modelling chains with increasing complexity. The first one only considers the temporal variability, averaging the wind field and considering it at hub height. The second one is based on the angular moment definition and allows to consider both spatial and temporal variability by computing the torque at each blade point and integrating it along the radius for each time step. Finally, the third one uses the commonly used in research and industry software OpenFAST developed by the NREL. Overall similar features are observed for three types of simulated time series. UM analysis implemented on ensemble of simulations enabled to highlight a better ability of the integral method to account for the small scale wind fluctuations.Les champs atmosphériques, dont le vent, présentent une variabilité extrême sur une large gamme d'échelles spatio-temporelles. Cela les rend complexes à analyser, modéliser et même observer. Les outils gaussiens standard ne permettent pas de prendre en compte cette variabilité et sous-estiment les fluctuations extrêmes. L’augmentation continue de la production éolienne dans les scénarios de transition énergétique souligne la nécessité de mieux caractériser et simuler ces champs. Les Multifractales Universels (UM) sont un candidat approprié pour ce cadre requis. En effet, elles reposent sur le concept physique d'invariance d'échelle, hérité des équations de Navier-Stokes, et sont parcimonieuses avec seulement trois paramètres physiquement interprétables pour caractériser pleinement la variabilité des champs. Dans ce cadre, les champs sont générés par un processus de cascade multiplicative, où l'activité est transférée itérativement des grandes échelles jusqu'aux échelles de dissipation (quelques mm pour le vent). Les UM ont été largement mis en œuvre sur large spectre de champs géophysiques .D’abord, des champs de vent réalistes ont été simulés. Une analyse UM a été mise en œuvre sur des données d'anémomètres 3D à haute résolution collectées lors de la campagne de mesure du projet RW-Turb qui a eu lieu pendant 2,5 ans sur le parc éolien des Pays d'Othe. On a observé un bon comportement invariant d'échelles entre 4 secondes et 17 minutes et identifié des tendances sur paramètres UM en fonction de la vitesse moyenne du vent. Des changements rapides sont notés jusqu'à environ 4 m/s avant d'atteindre un plateau. Ensuite, des champs de vent sont simulés en utilisant des méthodes existantes pour les cascades continues. Ces outils sont conçus pour faciliter la simulation de champs géophysiques scalaires et vectoriels. Ils offrent la flexibilité d'étendre leur application à des champs 1D, 2D et 2D+1, fournissant ainsi une approche polyvalente pour la modélisation de champs vectoriels complexes. Quatre méthodes de simulation du vent sont mises en œuvre sur la plage d'échelles identifiées dans l'analyse. La première, simpliste, implique la reconstruction des champs de vent à partir de mesures ponctuelles et de lois d'échelles. Deux autres sont basées sur les Flux Intégrés Fractionnairement (FIF). L'une simule directement les champs de vent, tandis que la seconde est adaptée pour modéliser les fluctuations du vent et le reconstruire à partir de là. Des outils ont été développés pour simuler des scalaires (vent horizontal) ou des vecteurs pour des séries temporelles, des cartes ou dans un espace 3D avec le temps. Enfin, des champs ont également été générés en utilisant le logiciel commercial Turbsim, développé par le NREL (Etats-Unis). Il repose sur des statistiques gaussiennes, dont les limites sont connues pour le vent. Les simulations ont été analysées en 1D et 2D pour confirmer leur validité. Les propriétés du vent observées sont mieux reproduites par des simulations FIF directes. Enfin, les champs de vent simulés sont utilisés pour étudier les effets de la variabilité du vent à petites échelles sur le couple de l'éolienne en les intégrant dans trois chaînes de modélisation à la complexité croissante. La première ne prend en compte que la variabilité temporelle, en moyennant le vent et en le considérant à la hauteur de la nacelle. La deuxième intègre la contribution de chaque portion de pale pour calculer à chaque pas de temps le couple global et ainsi prendre en compte à la fois la variabilité spatiale et temporelle. La troisième utilise le logiciel largement utilisé dans la recherche et l'industrie, OpenFAST (NREL). Dans l'ensemble, des caractéristiques similaires sont observées pour les trois types de séries temporelles simulées. L'analyse UM mise en œuvre sur un ensemble de simulations montre une meilleure capacité de la méthode intégrale à tenir compte des fluctuations du vent à petite échelle
Caractérisation et déterminisme génétique d’indicateurs de la robustesse chez le porc en croissance
No full textIn the context of global warming and changing societal expectations, livestock, especially pigs, evolve in an increasingly changing and challenging environment. The ability of an animal to cope with these changes while ensuring the expression of its production potential can be associated with its robustness. However, the evaluation of robustness in farm animals remains a complex subject. The objective of this thesis is to characterize the robustness of fattening pigs through indicators and to estimate their genetic parameters. Two approaches were studied: a first named “static” and a second named “dynamic”. The static approach was based on the use of phenotypes recorded routinely on selection farms in order to define several indicators (R) related to pigs’ robustness. The “dynamic” approach focused on the use of time-series data recorded from automatic feeders. Based on these data and a conceptual energetic allocation model, the trajectory of the energetic allocation coefficient to growth was modeled by a dynamic linear model. Following a two-step modelling approach, the genetic variance and the genetic variance of the residual, trait LSR, of the allocation coefficient were estimated. The genetic determinism of traits R and LSR, associated to robustness, were modeled showing low but non-zero heritabilities. These traits showed favorable correlations with fattening growth and unfavorable with feed efficiency traits. This work makes it possible to consider a selection to improve robustness in growing pigs.Dans le contexte de réchauffement climatique et d’évolution des attentes sociétales, les animaux d’élevage, notamment les porcs, évoluent dans un environnement de plus en plus changeant et challengeant. La capacité d’un animal à faire face à ces changements tout en assurant l’expression de son potentiel de production peut être associée à sa robustesse. Cependant, l’évaluation de la robustesse chez les animaux d’élevages reste un sujet complexe. L’objectif de cette thèse est de caractériser la robustesse des porcs en engraissement au travers d’indicateurs et d’estimer leurs paramètres génétiques. Deux approches ont été étudiées de manière concomitante : une première dite statique et une seconde dite dynamique. L’approche statique s’est basée sur l’utilisation des phénotypes enregistrés en routine dans les fermes de sélection (observations, traitements médicamenteux…) permettant de définir plusieurs indicateurs (R) associés à la robustesse. L’approche dite dynamique a porté sur l’utilisation des données temporelles issues des automates d’alimentation. Sur la base de ces données et d’un modèle conceptuel d’allocation de l’énergie ingérée, la trajectoire du facteur d’allocation de l’énergie ingérée à la croissance a été modélisé par un modèle linéaire dynamique. Suivant une approche en deux étapes, la variance génétique et la variance génétique résiduelle, critère LSR, du facteur d’allocation ont été estimées. Le déterminisme génétique de ces critères R et LSR, associés à la robustesse, a été modélisée montrant des héritabilités faibles mais non nulles. Ces critères ont montré des corrélations favorables avec la croissance en engraissement et défavorables avec les critères d’efficacité alimentaire. Ces travaux permettent d’envisager la mise en place d’une sélection afin d’améliorer la robustesse chez les porcs en croissance