21549 research outputs found
Sort by
How bacteria use electric fields to reach surfaces
Get PDFElectrotaxis is the property of cells to sense electric fields and use them to orient their displacement. This property has been widely investigated with eukaryotic cells but it remains unclear whether or not bacterial cells can sense an electric field. Here, a specific experimental set-up was designed to form microbial electroactive biofilms while differentiating the effect of the electric field from that of the polarised electrode surface. Application of an electric field during exposure of the electrodes to the inoculum was shown to be required for an electroactive biofilm to form afterwards. Similar biofilms were formed in both directions of the electric field. This result is attributed to the capacity of the cells to detect the K+ and Na+ ion gradients that the electric field creates at the electrode surface. This microbial property should now be considered as a key factor in the formation of electroactive biofilms and possible implications in the biomedical domain are discussed
Robust Active Mirror Control Based on Hybrid Sensing for Spacecraft Line-of-Sight Stabilization
Get PDFModern space-observation missions demand stringent pointing requirements that motivated a significant amount of research on the topic of microvibration isolation and line-of-sight stabilization systems. While disturbances can be reduced by mounting some of the noisy equipment on various isolation platforms, residual vibrations can still propagate through and be amplified by the flexible structure of the spacecraft. In order to alleviate these issues, the line of sight must also be actively controlled at the payload level. However, such systems typically have to rely solely on low-frequency sensors based on image processing algorithms. The goal of this article is to present a model-based control methodology that can increase the bandwidth of such systems by making use of additional rate sensors mounted on the main disturbance elements impacting the optical path. Following a comprehensive model identification and uncertainty quantification part, the robust control strategy is designed to account for plant uncertainty and provide formal worst case performance guarantees. Excellent agreement between theoretical prediction and experimental results are obtained on a test bench developed at the European Space Agency
Cyclic oxidation of high-silicon spheroidal graphite iron
Get PDFIn service, automotive exhaust manifolds are submitted to rapid thermal cycling up to 700–750 °C. To simulate an increase in exhaust gas temperature, a high-silicon cast iron was tested for rapid thermal cycling up to 800 °C. In addition to the well-known duplex oxide scale, rapid cyclic oxidation promotes the formation of a columnar zone at the substrate/oxide interface that has never been reported. It is evidenced that this columnar zone proceeds from a repetitive process. Based on detailed metallographic analysis using optical observations, in-situ XRD, micro-analyses and Raman spectroscopy, a mechanism explaining the formation of this columnar zone is proposed
Perception des risques de l'utilisation des antiparasitaires externes par les propriétaires de carnivores domestiques, les vétérinaires et les étudiants en médecine vétérinaire - étude RAPE.
Get PDFLes antiparasitaires externes contre les puces et les tiques sont des médicaments très couramment utilisés et conseillés lors des consultations de médecine préventive. Il existe différents types de produits en fonction de la voie d’administration et de la molécule parasiticide contenue. Plusieurs études ont démontré l’efficacité et l’innocuité de nombreuses molécules. Cependant, certaines d’entre elles sont considérées comme des perturbateurs endocriniens. Des études ont porté sur le risque pour l’animal et l’homme, mais très peu se sont intéressées au risque des molécules antiparasitaires pour l’environnement. La thèse s’articule autour d’une enquête auprès de plusieurs populations d’individus au contact direct des chiens et chat afin d’évaluer leur perception des bénéfices et risques des produits antiparasitaires utilisés
Étude de la capacité des sols de Nouvelle-Calédonie à permettre la survie des leptospires pathogènes
Get PDFLa leptospirose est une maladie bactérienne zoonotique dont l’incidence est élevée en Nouvelle-Calédonie. Le mode de transmission principal se fait via l’environnement. Les eaux et sols constituent un réservoir des leptospires, permettant leur survie. Pour mieux comprendre ces mécanismes de survie, des microcosmes de sols sur 39 prélèvements ont été réalisés. La cinétique de survie des leptospires a été quantifiée et a montré des différences de survie entre les sols. Des analyses physico-chimiques sur 20 sols ont montré des corrélations positives entre la survie et les quantités de rubidium, zirconium et soufre dans les sols. Des corrélations négatives entre la survie et les quantités d’aluminium et de sables ont été montrées. Des tendances sont ressorties concernant le lien entre la survie des leptospires et un pH du sol neutre à légèrement alcalin. Enfin, 33% des sols échantillonnés présentaient des leptospires pathogènes présents naturellement, qui n’ont pas été identifiés
Risque zoonotique en centre de soins de la faune sauvage, application au centre de soins de l’École Nationale Vétérinaire de Toulouse
Get PDFDans les centres de soins de la faune sauvage, des animaux au statut sanitaire inconnu et appartenant à de nombreuses espèces différentes sont regroupés et gardés en captivité pendant des périodes parfois longues. Tout cela génère des risques sanitaires importants avec notamment une transmission possible d’agents pathogènes de l’animal à l’Homme. Dans cette thèse, nous avons pris l’exemple de trois maladies zoonotiques qui sont la chlamydiose aviaire, la leptospirose et la rage pour l’établissement de protocoles de gestion du risque général et pour ces trois maladies en particulier. Dans la majorité des cas, des gestes simples (lavage des mains, port de vêtements de travail et de gants jetables) associés à la mise en place de protocoles de nettoyage et désinfection permettent de limiter efficacement la transmission d’agents pathogènes. Cependant, pour certaines maladies, la mise en place de mesures de protection plus spécifiques (masque FFP) sera nécessaire pour permettre une protection adéquate du manipulateur
Homogenization-based analysis of the influence of microcracking on thermal conduction and thermoelasticity
Get PDFMicrocracks are known to affect the behaviour of the materials and several modelling studies are devoted to finding their effective elasticity. This paper aims to extend such investigation to thermal properties, concerning both the steady-state conduction and the thermoelasticity. Accounting simultaneously for the anisotropy induced by microcracks orientation and for their unilateral effect (different behaviour whether they are open or closed) remains a difficult task. In this work, 3D homogenization-based approaches are developed to derive closed-form estimations of the effective thermal properties of a microcracked media with arbitrarily oriented microcracks, either open or closed
Modèles 3D hybrides pour les machines électriques
Get PDFDans le domaine des actionneurs électriques dédiés aux systèmes embarqués, l’augmentation de la densité de puissance ou de la puissance spécifique est devenue un enjeu primordial. En termes de couple spécifique, les machines électriques offrant les meilleures performances sont les machines à aimants permanents, qui sont l’objet d’étude de ce manuscrit. Parmi les axes possibles d’amélioration des machines électriques, l’augmentation de la surface d’interaction entre l’onde de champ magnétique rotorique et l’onde de densité de courant surfacique statorique permet d’envisager un gain important en termes de couple spécifique. Dans ce but, nous avons pensé à une nouvelle configuration géométrique de machine, qui théoriquement tire 100% du cuivre présent pour générer un couple. Cette machine présente une géométrie toroïdale et constitue l’objet d’étude de cette thèse. Ainsi, nous nous attacherons à l’élaboration du modèle de cette nouvelle machine dans le but d’étudier ses performances et de les comparer aux configurations de machines déjà existantes. Pour y aboutir, nous étudierons préalablement ce qui se fait en termes de modélisation analytique dans la littérature. Ainsi, nous chercherons à élaborer une méthode de modélisation commune à toutes ces configurations géométriques y compris la nouvelle topologie toroïdale afin de pouvoir les comparer sous les mêmes hypothèses mathématiques. Dans ce but, une méthode de modélisation hybride liant la méthode analytique à la méthode des différences finies a été développée pour modéliser en trois dimensions les machines électriques. L’objectif de cette modélisation est de rester simple au niveau de la complexité du développement et du temps de calcul afin de les intégrer dans des algorithmes de dimensionnement/optimisation. Cette méthode sera validée par éléments finis et expérimentalement sur le cas d’une machine à flux axial avant d’être utilisée pour modéliser la nouvelle configuration de machine proposée dans cette thèse
Architecture génétique de l'efficacité alimentaire chez le porc en croissance : exploration de données génétique et transcriptomique issues de lignées divergentes sur la consommation moyenne journalière résiduelle (CMJR)
Get PDFL'efficacité de l'alimentation est un caractère économiquement important dans l'industrie porcine puisque le coût des aliments représente plus de 2/3 des coûts de production totaux. Parmi les mesures disponibles pour l'évaluation de l'efficacité alimentaire, la consommation moyenne journalière résiduelle (CMJR) reflète la différence entre la consommation observée et la consommation théorique estimée afin de répondre aux besoins de production et d'entretien. A INRAE depuis plus de 20 ans, une sélection divergente pour une meilleure (CMJR-) et une moindre efficacité alimentaire (CMJR+) a été effectuée sur des porcs Large-White (LW) pendant dix générations. En utilisant ces lignées sélectionnées, l'objectif principal de cette thèse était d'approfondir nos connaissances sur les bases génétiques et biologiques de la CMJR chez les porcs. Dans une première étude, nous avons recherché les régions génomiques affectant la CMJR et des caractères de production corrélés à la CMJR via une analyse d'association. Les données de génotypage ont été acquises à l'aide de puces de SNP de moyenne densité (MD) pour l'ensemble des individus reproducteurs des deux lignées divergentes et 32 individus fondateurs ont été génotypés à l'aide d'une puce haute densité (HD). Grace à des analyses d'imputation nous avons pu reconstruire les génotypes de 570 447 marqueurs de la puce HD pour l'ensemble des reproducteurs. Ces génotypes ont alors été utilisés pour attribuer un génotype moyen à l'ensemble des portées de descendants phénotypés pour les caractères d'intérêt (dont le CMJR). Ainsi des analyses GWAS ont été réalisées à partir d'un dispositif de 2 426 porcs phénotypés pour 24 caractères et disposant après prédiction des génotypes reconstruits à l'aide des informations généalogiques. Ces études ont été réalisées dans chaque lignée indépendamment ou en incluant les deux lignées. Au total, 186 régions QTL ont été identifiées dont 54 régions chromosomiques via l’approche globale, et 37 et 61 régions respectivement détectées à partir de la lignée CMJR- seule et la lignée CMJR+ seule. Parmi celles-ci, seules 15 régions sont partagées entre au moins deux analyses, et une seule est commune aux trois approches GWAS mais présentent des effets pour des caractères différents selon l'analyse. Parmi les 12 régions QTL détectées pour la CMJR, 3 avaient été d'ores et déjà identifiées et publiées dans d'autres études et 9 nouvelles régions génomiques ont été identifiées contenant des gènes candidats potentiels impliquées dans la prolifération cellulaire et les processus de différenciation des tissus gastro-intestinaux ou des voies de signalisation liées au métabolisme des lipides. La détection de régions QTL différentes entre les deux lignées pourrait être dû aux changements de fréquences alléliques au cours de la sélection des lignées. Afin d'affiner la caractérisation des régions QTL dans une seconde étude nous avons exploité un jeu de de données transcriptomiques disponible sur 4 tissus pour un lot d’individus issus de la 8ème génération de sélection. Des études d'enrichissement successives ont été réalisées à l'aide de l'outils GSEA, (1) en confrontant uniquement la liste des gènes différentiellement exprimés (DEG) à la base de données « Molecular Signatures Database » (MSigDB), (2) en recherchant dans cette même base de données les voies métaboliques enrichies en gènes présents dans les régions QTL et (3) en cherchant à combiner les données génétiques et transcriptomiques. Dans le cadre de cette approche nous avons choisi de porter une attention particulière aux DEG localisés en cluster dans le génome et aux régions présentant de fortes évolutions de fréquence à l'issue de la sélection. A terme l’intégration de données fonctionnelles, les plus riches et complètes possibles, doit ainsi permettre d'affiner la recherche de gènes candidats et d'identifier des processus biologiques sousjacents aux lignées divergentes pour l'efficacité alimentaire
Experimental study and kinetic modelling of chemical vapor deposition process of silicon oxide and oxynitride thin films for aqueous corrosion barriers
Get PDFThe deposition of silica-based materials is widely used in numerous industrial sectors, including microelectronics, food packaging, gas separation and pharmaceutics. Depending on the targetapplication, these materials are required to fulfil specific requirements in terms of mechanical properties, durability, and composition. The implementation of such coatings in pharmaceutics applications require, more specifically, good aqueous barrier and anti-diffusion properties, as well as effective corrosion resistance. The hydrolytic resistance and the durability of the coatings is directly linked to the level of densification of the ceramic network. In the case of amorphous SiO2, an improved network cross-linking, and by consequence densification, can be induced through the partial replacement of the O2- anions by N3- (or C4-) ones, producing denser amorphous silicon oxynitride (SiOxNy) or silicon oxycarbide (SiOxCy) coatings that can meet the performance requirements dictated by the various pharmaceutical applications. However, very little information is available in the literature concerning the deposition of SiOxNy coatings in accordance to the application-specific constraints: namely the production of chemically inert films on complex, 3D substrates, deposited at atmospheric pressure and at moderate temperatures (<570°C), with high deposition rates. To achieve the above goals, the deposition of amorphous silica-based films is undertaken via the utilization of a thermal CVD process defined around reactive, novel chemistries. The reactive chemical pathways aids in the production of SiOxNy at temperatures lower than the conventional ones, and more importantly, compatible with thermosensitive substrates. The gradual increase in N and C contents in the deposits is carried out through carefully selected precursor molecules and reagent gas compositions. Innovative deposition routes, based on single or dual-precursor combinations of classic silicon-containing precursors such as tetraethylorthosilicate (TEOS) or hexamethyldisilazane (HMDS), and more novel compounds such as tris(dimethylsilyl)amine (TDMSA) are explored. Since the progressive incorporation of nitrogen and carbon in the films is at the core of this work, the resulting evolution of the silicate network is extensively studied through physicochemical, structural and mechanical characterization protocols. A multidisciplinary approach is embraced, combining materials science, analytical chemistry and process engineering in a way that involves the simultaneous development of resistant barrier films through CVD experiments, alongside gas phase analysis, simulation and numerical computation. The experimental information obtained through this approach is utilized in order to enrich previous literature models or define completely novel deposition mechanisms. Through 3D representation of the reactor spatial domain, the developed chemical models are implemented in order to replicate the deposition process via simulation. Computational fluid dynamics (CFD) calculations are used to understand the particularities of film formation in confined spaces and complex 3D-parts, obtain predictions in terms of gas phase and solid phase composition, as well as investigate potentials and solutions for optimization of the deposition process. The established correlations between process conditions, films structure, composition and properties, alongside the integration of a coupled computational and experimental approach, are used to arrive at durable silica-based materials with sustainable barrier performance, flexible for utilization in diverse application domains