Laboratoire de Physique Théorique
Thèses en ligne de l'Université Toulouse III - Paul SabatierNot a member yet
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Valorisation des extraits de plantes médicinales endémiques au Moyen-Orient : caractérisation chimique et propriétés biologiques (inhibition d'enzymes, de cellules cancéreuses et de souches bactériennes)
No full textMalgré sa superficie relativement réduite (10452 Km2), la flore végétale libanaise possède un très haut niveau de
biodiversité et un taux d'endémisme élevé. Au sein du bassin méditerranéen qui est riche en diversification, la région
libanaise est considérée comme un "point chaud régional" à part entière. Vu que les recherches scientifiques sur les
molécules d'intérêt des plantes Libanaises ont été focalisées sur les composés volatiles (huiles essentielles), les molécules non-volatiles sont très peu exploitées et rarement publiées. Par la suite, l'intérêt de cette étude a été de réaliser un criblage phytochimique et biologique des extraits de sept espèces de plantes endémiques: Stachys ehrenbergii Boiss., Stachys nivea Labill, Cousinia libanotica D.C., Berberis libanotica C. K. Shneider, Origanum ehrenbergii Boiss., Origanum syriacum L. et Salvia fruticosa Miller. Une extraction par macération à froid avec des solvants à polarité croissante a été réalisée (cyclohexane, dichlorométhane, acétate d'éthyle et méthanol). La famille des polyphénols totaux a été dosée. Il s'est avéré qu'elle contribue majoritairement au pouvoir antioxidant concrétisé par la mesure de la capacité des extraits a inhibé le radical DPPH. L'identification des molécules des extraits a été effectuée selon les analyses HPLC-DAD et GC-MS. Des molécules phénoliques, des dérivés méthoxyphénols, des stérols, des flavonoïdes et des acides gras ont été confirmés. Les activités anti-Alzheimer (anti-acétylcholinestérase), anti-xanthine oxydase (anti-XOD), anti-inflammatoire (anti-15 lipooxygénase), cytotoxique (inhibition de la prolifération des lignées cellulaires HCT-116 ; MCF-7 et Caco-2) et antibactérienne ont été testées et uniquement celles qui ont montré des résultats significatifs ont été listées. L'extrait O. ehrenbergii-Dcm a montré une activité antibactérienne importante contre les souches de Listeria monocytogenes (MIC= 4-10 µg/mL). L'extrait S. fruticosa-Dcm a été responsable d'une activité cytotoxique significative contre les lignées de Caco-2
(CI_50= 24.0 µg/mL) et HCT-116 (CI_50= 19.7 µg/mL). L'extrait cyclohexane de C. libanotica a inhibé la prolifération de la lignée cellulaire cancéreuse Caco-2 de 46.5%. L'organe fruit de la partie aérienne de B. libanotica extrait par le Dcm a inhibé l'enzyme AChE de 65.3% à 50 µg/mL. A cette même concentration, l'inhibition de l'AChE avec les extraits de S. ehrenbergii et S. nivea a varié entre 52 et 62%. L'extrait méthanolique d'O. syriacum a réussi à piéger 49.6% du DPPH.Despite its relatively small area (10.452 km2), the Lebanese flora has a very high level of biodiversity and a high rate of endemism. Within the Mediterranean basin which is rich in diversification, the Lebanese region is considered as a regional hotspot. Scientific research on the molecules of interest in Lebanese plants has been focused on volatile compounds of essential oils. The non-volatile molecules are very little investigated and rarely published. Hence, the aim of this study was to perform a phytochemical and biological screening of the extracts of seven endemic plant species: Stachys ehrenbergii Boiss., Stachys nivea Labill, Cousinia libanotica D.C., Berberis libanotica C.K. Shneider, Origanum ehrenbergii Boiss., Origanum syriacum L. and Salvia fruticosa Miller. Cold maceration extraction with solvents presenting an increasing polarity was performed (cyclohexane, dichloromethane, ethyl acetate and methanol). The total polyphenol content was assessed and was shown to greatly contribute to the antioxidant activity measured by the capacity of the extracts to inhibit the DPPH radical. The identification of the molecules was carried out using the HPLC-DAD and GC-MS analyses. Phenolic molecules,
methoxyphenol derivatives, sterols, flavonoids and fatty acids were identified. Anti-Alzheimer (anti-acetylcholinesterase), anti-xanthine oxidase (anti-XOD), anti-inflammatory (anti-15-lipooxygenase), cytotoxicity (growth inhibition of MCF-7; HCT-116 and Caco-2 cells) and antibacterial activities were tested and only the ones that gave significant results were presented. The O. ehrenbergii-Dcm extract showed an important antibacterial activity against the strains of Listeria monocytogenes (MIC = 4-10 µg/mL). The extract of S. fruticosa-Dcm had a significant cytotoxic activity against the Caco-2 cells (IC_50 = 24.0 µg/mL) and the HCT-116 cells (IC_50 = 19.7 µg/mL). The cyclohexane extract of C. libanotica inhibited the
proliferation of the cancer cell line Caco-2 by 46.5%. The fruit part of B. libanotica extracted by Dcm inhibited the
acetylcholinesterase by 65.3% at 50 µg/mL. At the same concentration, the AChE inhibition with extracts of S. ehrenbergii and S. nivea varied between 53 and 62%. The methanolic extract of O. syriacum trapped 49.6% of the DPPH free radical
Analyse qualitative des paramètres influents pour la planification de trajectoires en tréflage sur alliages de titane
Get PDFLe travail présenté dans ce mémoire s'intéresse au tréflage (ou fraisage en plongée) appliqué à l'usinage des pièces en
alliage de titane Ti6Al4V. Ce sujet dérive de la problématique de l'absence des aides au choix des paramètres et des stratégies d'usinage pour ce procédé. L'approche proposée comporte principalement trois parties. La première partie traite l'influence des conditions de coupe et des paramètres géométriques de l'outil de coupe, à travers la réalisation de plusieurs essais expérimentaux avec différents outils et l'analyse des efforts de coupe générés. Les données obtenues ont permis la mise en place d'une modélisation des efforts de coupe intégrant l'ensemble des paramètres étudiés. La deuxième partie est dédiée à l'étude d'une problématique identifiée durant les essais expérimentaux, qui est l'augmentation des forces de coupe à la fin de la phase de plongée en tréflage. L'analyse de l'influence des paramètres géométriques et des conditions de coupe a permis de proposer des préconisations sur leurs choix et des modes opératoires permettant d'éviter ce problème. La dernière partie est consacrée à l'optimisation des stratégies de tréflage en FAO dans le cas de poches
simples. La démarche proposée permet d'optimiser le choix du pas de plongée et du diamètre d'outil, pour arriver à
minimiser le nombre de plongées nécessaires à l'ébauche de la pièce.The work presented in this paper deals with the plunge milling applied to the machining of workpieces made of titanium alloy Ti6Al4V. This topic derives from the problem of the absence of aids in the selection of parameters and machining strategies for this process. The proposed approach consists in three main steps. The first part deals with the influence of the cutting conditions and geometric parameters of the cutting tool, by carrying out several experimental tests with different tools and analysing the generated cutting forces. The data obtained allowed the development of a modelling of the cutting forces integrating all the studied parameters. The second part is dedicated to the study of a problem identified during the experimental tests, which is the increase of the cutting forces at the end of the plunging phase. The analysis of the influence of geometric parameters and cutting conditions has resulted in the proposal of recommendations regarding the choice of these parameters and the operating procedures in order to avoid this problem. The last part focuses on the optimization of plunge milling strategies in CAM in the case of simple pockets. The proposed approach allows to optimize the choice of the radial offset and the tool diameter, in order to minimize the number of plunges required in roughing the workpiece
Design and synthesis of multifunctional terarylenes for mechano-, radio- and thermo-chemical responses
No full textLes matériaux photo-commutation moléculaires qui modulent les propriétés physiques via un stimulus externe ont reçu beaucoup d'attention dans le développement de nouveaux appareils. Les diaryléthènes sont particulièrement intéressants en raison de leurs excellentes propriétés de photoswitching. Ces molécules photocyclisent de la forme ouverte (o) à la forme fermée (c) sous rayonnement UV, la lumière visible permettant de revenir à la forme o. Les structures de type terarylène ont été optimisées pour présenter des rendements quantiques de photoréaction important ainsi qu'un bonne stabilité thermique. Dans cette thèse, l'accent est mis sur une seule réaction de photoswitching et son effet sur la géométrie locale et les propriétés physiques de la molécule obtenue. Dans la première partie, cette thèse montre qu'un petit nombre de réactions de photoswitching sur une sous-unité de terarylène peut arrêter ou déclencher le mouvement de rotation d'un moteur moléculaire à deux étages. La rotation est activée par l'injection d'électrons sur le rotor par une pointe STM. La lumière offre donc une deuxième entrée de commande indépendante. Un nouveau moteur contenant un substituant terarylène a été conçu dans lequel la forme ouverte flexible peut être convertie en sa forme fermée rigide pour bloquer la rotation via des interactions stériques agissant ainsi comme un frein induit par la lumière. L'introduction du fragment photochrome a nécessité une nouvelle voie synthétique dans le moteur est présentée et le contrôle de rotation est démontré par RMN à température variable et suivi de l'irradiation par spectroscopie UV-Visible. Dans la deuxième partie de cette thèse, il est démontré que l'isomérisation des terarylènes peut se propager aux molécules voisines. Il est donc possible d'améliorer le rendement quantique de l'isomérisation pour de nouvelles applications sans qu'il y ait besoin de stimulus lumineux. Des exemples comprenant une oxydation chimique ou électrochimique se déroulent avec une efficacité élevée de manière (électro) catalytique, avec une efficacité de réaction apparente dépassant largement 100% par une réaction en cascade. En introduisant des groupes aromatiques sur les carbones réactifs du système photochrome, l'efficacité de la réaction de cycloréversion électrocatalytique a été augmentée à 100 000 %. Un nouveau système thiophényl riche en électrons a aussi été conçu pour augmenter la stabilité cationique. Il permet de détecter de faible quantité de photons à haute énergie tels que les rayons X. Dans la troisième partie est proposé un nouveau système de combustible solaire thermique moléculaire (MOST) utilisant également la réaction en cascade. La plupart des systèmes de carburant capturent l'énergie photonique, conservant le photocourant sous forme de liaison chimique, au lieu d'un stockage électrochimique couramment utilisé dans les batteries. La densité d'énergie élevée du combustible MOST offre un dégagement de chaleur important, avec une cycloréversion par dissociation des liaisons à des niveaux équivalents à la photosynthèse artificielle sans impact environnemental. Une petite quantité d'oxydation électrochimique ou chimique peut induire la libération en cascade de l'énergie thermique stockée. De plus, un procédé de stockage de l'énergie lumineuse optimisé par l'introduction de cycles phényle sur les atomes de carbone réactifs au terarylène a été développé. Ceux-ci présentent une efficacité MOST élevée et les résultats sont soutenus par une étude théorique détaillée.Molecular switching materials that modulate physical properties through an external trigger have received much attention in the development of new devices. They require precise switching performance and large scale propagation on single and multiple molecular levels. Diarylethene has attracted much attention due to its excellent photoswitching properties. These molecules photocyclize from the open (o) form to the closed (c) form with UV light, with visible light inducing reversion to the o form. Terarylene structures have been optimized for switching in areas including photoreaction quantum yields, thermal stability and desorption of functional groups upon structural change. In this thesis the focus is placed upon a single photoswitching reaction and the affect this has on local geometry and physical properties. First, this thesis shows that a small number of photoswitching reactions on a terarylene subunit can stop or start dynamic movement, namely the rotation of a molecular motor. The rotation was activated depending on which part of the rotor is approached by an electron injecting STM tip; with light irradiation offering a second independent control input. A new motor containing a terarylene substituent was designed in which the flexible open form can be converted to its rigid closed form to block rotation via steric interactions thus acting as a light-induced brake. With the initial target unit for this motor chosen using computational calculations of these interactions. A new synthetic methodology for the introduction of the photoswiching unit into the motor is presented and then the rotational control was discussed using spectral changes in the NMR upon irradiation. In the second part of this thesis, the effect c to o form isomerization of terarylenes has on nearby molecules through synergetic effects are presented. Work to enhance the quantum yield of the isomerization provides new applications using alternative stimulus without light irradiation. Examples including chemical or electrochemical oxidation proceed with high efficiency in a (electro)catalytic way, with apparent reaction efficiency exceeding 100% through a cascade reaction. By introducing aromatic groups on the reactive carbons of a photoreactive system, the efficiency of the electrocatalytic cycloreversion reaction was increased to 100000% and applied to the amplified detection of a small amount of high energy photons such as X-rays. In the third part, new molecular solar thermal (MOST) fuel is presented using the cascade reaction. MOST fuel systems capture photonic energy, retaining photocurrent in the formed chemical bond, instead of battery based electrochemical storage. The high energy density of MOST fuel offers large heat release, with cycloreversion via bond disassociation at levels equivalent to artificial photosynthesis without environmental impact. A small amount of electrochemical or chemical oxidation can induce the cascade release of stored thermal energy. In addition, a storing process of the light energy optimized by introduction of phenyl rings on the terarylene reactive carbon atoms has been developed. These present high MOST efficiency and the results are supported by a detailed computational study
Planification à long terme de réseaux d'aéroports, approche d'optimisation
No full textAu cours des dernières décennies, avec l'ère de la mondialisation, le transport aérien a joué un rôle économique important en facilitant le transport des personnes et des marchandises entre les différentes parties du monde et vers les régions éloignées des pays. Les aéroports en tant que terminaux intermodaux sol / air constituent le segment terrestre du système de transport aérien. Des investissements soutenus sur de longues périodes de plusieurs décennies semblent essentiels pour maintenir ou développer les opérations aéroportuaires. Ces investissements sont en général coûteux et la planification des investissements aéroportuaires est une question importante aux niveaux local et national. L'objectif de cette thèse est de présenter une approche de planification à long terme des investissements de réseaux d'aéroports nationaux. Un cadre pour la génération à long terme de scénarios de demande de transport multimodal au niveau national, qui assure la cohérence entre la prévision des différents modes de transport et assure la compatibilité entre les flux de transport aérien prévus entre les aéroports considérés, est proposé. Ensuite, le problème central de décision pour l'allocation des ressources à
long terme entre les différents aéroports d'un réseau national est formulé comme un problème d'optimisation. Ce modèle peut être résolu avec différents scénarios de demande, dans lesquels les scénarios extrêmes devraient prévoir un intervalle pour l'effort financier nécessaire à chaque étape de l'horizon de planification pour chaque aéroport. Pour résoudre les problèmes d'optimisation qui en résultent, une approche de programmation dynamique a été envisagée où les états candidats à traiter à chaque étape sont générés par un réseau de Petri construit à partir des plans directeurs non datés des aéroports du réseau considéré. L'approche proposée est illustrée dans le cas d'un grand pays en voie de développement (République du Niger).In the last decades with the era of globalisation, air transportation has been playing an important economic role by easing the transportation of people and goods between the different parts of the World and to remote areas within
countries. The airports as ground/air intermodal terminals are the ground segment of the air transport system. Sustained investments over long periods of several decades appear essential to maintain or expand airport operations. These investments are in general costly and airport investment planning is an important issue at the local and national levels. The objective of this thesis is to present a long-term planning approach for the investments in national airports networks. A framework for the long-term generation of multimodal transportation demand scenarios at the national level, which insures coherency between the prediction of the different transportation modes and assure compatibility between the predicted air transportation flows between the considered airports, is proposed. Then the central decision problem for long-term resource allocation between the different airports of a national network is formulated as an optimization problem. This model can be solved with different demand scenarios, where extreme scenarios should provide an interval for the necessary financial effort at each stage of the planning horizon for each airport. To solve the resulting optimization problems a Dynamic Programming approach has been considered where the candidate states to be processed at each stage are
generated by a Petri Net built from the undated master plans of the airports of the considered network. The proposed
approach is illustrated in the case of a large under developed country (Niger Republic)
Génération et optimisation de trajectoire dans la fabrication additive par soudage à l'arc
Get PDFLa fabrication d'additive par arcs électriques (WAAM) est en train de devenir la principale technologie de Fabrication Additive (FA) utilisée pour produire des pièces à parois minces de taille moyenne à grande (Ordre de grandeur : 1 m) à un coût moindre. Pour fabriquer une pièce avec cette technologie, la stratégie de planification du trajet utilisée est la 2.5D. Cette stratégie consiste à découper un modèle 3D en différentes couches planes et parallèles les unes aux autres. L'utilisation de cette stratégie limite la complexité des topologies réalisables en WAAM, notamment celles présentant de grandes variations de courbure, et implique plusieurs départs/arrêt de l'arc lors de son passage d'une couche à l'autre. Ceci induit des phénomènes transitoires dans lesquels le contrôle de l'approvisionnement en énergie et en matière est complexe. Dans cette thèse, une nouvelle stratégie de fabrication visant à réduire au minimum les phases de démarrage et d'arrêt de l'arc est présentée. L'objectif de cette stratégie, appelée "Génération de Trajectoire Continue Tridimensionnelle" (GTCT), est de générer une trajectoire continue en forme de spirale pour des pièces minces en boucle fermée. Une vitesse de fil constante couplée à une vitesse de déplacement adaptative permet une modulation de la géométrie de dépôt qui assure un approvisionnement continu en énergie et en matière tout au long du processus de fabrication. L'utilisation de la stratégie 5 axes couplées à la GTCT permet la fabrication de pièces fermées avec une procédure pour déterminer la zone de fermeture optimale, et des pièces sur des substrats non-plans utiles pour ajouter des fonctionnalités à une structure existante. La fabrication de ces pièces avec la GTCT et plusieurs évaluations numériques ont montré la fiabilité de cette stratégie et sa capacité à produire de nouvelles formes complexes avec une bonne restitution géométrique, difficile ou impossible à atteindre aujourd'hui en 2.5D avec la technologie WAAM.Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is becoming the primary Additive Manufacturing (AM) technology used to produce medium to large (order of magnitude: 1 m) thin-walled parts at lower cost. To manufacture a part with this technology, the path planning strategy used is 2.5D. This strategy consists in cutting a 3D model into different plane layers parallel to each other. The use of this strategy limits the complexity of the topologies achievable in WAAM, especially those with large variations in curvature. It also implies several start/stop of the arc during its passage from one layer to another, which induces transient phenomena in which the control of energy and material supply is complex. In this thesis, a new manufacturing strategy to reduce the arc start/stop phases to a single cycle is presented. The objective of this strategy, called "Continuous Three-dimensional Path Planning" (CTPP), is to generate a continuous spiral-shaped trajectory for thin parts in a closed loop. An adaptive wire speed coupled with a constant travel speed allows a modulation of the deposition geometry that ensures a continuous supply of energy and material throughout the manufacturing process. The use of the 5-axis strategy coupled with CTPP allows the manufacturing of closed parts with a procedure to determine the optimal closure zone and parts on non-planar substrates useful for adding functionality to an existing structure. Two geometries based on continuous manufacturing with WAAM technology are presented to validate this approach. The manufacturing of these parts with CTPP and several numerical evaluations have shown the reliability of this strategy and its ability to produce new complex shapes with good geometrical restitution, difficult or impossible to achieve today in 2.5D with WAAM technology
Impact de la personnalité sur la qualité de vie dans la maladie de Parkinson au stade des fluctuations motrices
Get PDFAvec l'évolution de la maladie de Parkinson, la prise chronique de traitements dopaminergiques entraine l'apparition de fluctuations motrices chez les patients ce qui dégrade fortement leur Qualité de Vie (QdV). En conséquence, de nouveaux traitements dits de seconde ligne, comme la Stimulation Cérébrale Profonde des Noyaux Sous-Thalamiques (SCP-NST) ou la Perfusion Continue Sous-cutanée d'Apomorphine (CSAI), peuvent être proposés aux patients. Leur efficacité clinique est globalement reconnue, néanmoins aucune étude contrôlée randomisée n'a permis de comparer ces deux prises en charge pour lesquelles nous n'avons à ce jour identifié aucun facteur prédictif d'amélioration post-traitement. Ainsi, le principal objectif de ce travail de thèse était d'étudier l'impact des dimensions de personnalité sur l'amélioration de la QdV après ces traitements de seconde ligne chez des patients parkinsoniens au stade des fluctuations motrices. Pour ce faire, deux études ont été réalisées : 1) l'étude PSYCHO-STIM sur la SCP-NST, et 2) l'étude PSYCHO-PERF sur la CSAI. Ces deux études, subdivisées en différents sous-objectifs, ont permis : 1) de valider l'utilisation du questionnaire de personnalité le TCI ("Temperament and Character Inventory") dans une cohorte de patients atteints de maladie de Parkinson ; 2) de révéler une possible évolution de la personnalité des patients parkinsoniens au cours du temps ; et 3) d'identifier différentes associations entre dimensions de personnalité et QdV en prétraitement et en post-traitement après la SCP-NST et la CSAI. Ainsi, le TCI est adapté pour étudier la personnalité dans la MP où il présente de bonnes propriétés psychométriques. Il a permis de confirmer que les patients parkinsoniens présentaient une personnalité spécifique qui semble aussi changer avec l'évolution de la maladie. De plus, "l'Evitement du Danger" est associé à une moins bonne QdV chez les patients fluctuants, alors que "l'Auto-Détermination" prédit d'une meilleure QdV chez les patients en attente de SCP-NST. Enfin, deux dimensions de personnalité en préopératoire telles que la "Recherche de la Nouveauté" et la "Coopérativité" sont associées à une plus grande amélioration de QdV au décours de la SCP-NST ; alors qu'uniquement la "Dépendance à la Récompense" semble prédictive d'une meilleure amélioration de QdV après la CSAI. Ces résultats renforcent ainsi l'importance de la prise en compte de facteurs individuels lors de la mise en place de ces traitements de seconde génération auprès des patients parkinsoniens : les dimensions de personnalité pourraient alors être utilisées comme facteurs prédictifs d'amélioration de QdV après SCP-NST ou CSAI, en pratique clinique. Ce travail de thèse pourrait aussi déboucher sur la mise en place de programmes spécifiques d'éducation thérapeutique chez des patients ayant des dimensions de personnalité pouvant conduire à un risque de moins bonne réponse de QdV au décours de ces traitements de seconde ligne.Through Parkinson's Disease (PD) evolution, chronic use of dopaminergic treatments leads to motor fluctuations emergence in patients, which seriously deteriorates their Quality of Life (QoL). In turn, second line treatments, such as Deep Brain Stimulation of the Sub-Thalamic Nucleus (DBS-STN) or Continuous Subcutaneous Apomorphine Infusion (CSAI), can be proposed to the patients. Their clinical efficiency is largely accepted, nonetheless no randomized controlled trial has yet compared these two therapeutics for which we have not identify any predictive factor of post-treatment amelioration yet. Hence, the main objective of this PhD work was to study impact of personality dimensions on QoL amelioration after second line treatments in PD patients with motor fluctuations. To that end, two studies were carried out: 1) PSYCHO-STIM study on DBS-STN, and 2) PSYCHO-PERF on CSAI. Both studies, subdivided into different sub-objectives, have allowed: 1) to validate personality questionnaire TCI ("Temperament and Character Inventory") use in a cohort of PD patients; 2) to reveal a possible evolution of PD patients' personality over time; and 3) to identify different associations between personality dimensions and QoL in pre-treatment and post-treatment after DBS-STN and CSAI. Hence, the TCI is adapted to study personality in PD where it shows good psychometric proprieties. It confirms that PD patients have a specific personality which seems to change with PD course. Moreover, "Harm Avoidance" is associated with a worst QoL in fluctuating patients, while "Self-Directedness" predicts a better QoL in patients awaiting DBS-STN. Lastly, two preoperative personality dimensions such as "Novelty Seeking" and "Cooperativeness" are associated with better QoL amelioration following DBS-STN; while only Reward Dependence seems to be predictive of better QoL amelioration after CSAI. Thus, these results strengthen the importance of individual factors inclusion before introduction of these second line treatments: personality dimensions could therefore be used as predictive factors of amelioration after DBS-STN or CSAI in clinical practice. Finally, this PhD work could also lead to introduction of specific therapeutic educational programs in patients presenting personality dimensions that may lead to a risk of lower QoL outcome following second line treatments
Contribution de la signalisation RSK à la synthèse de la petite sous-unité ribosomique humaine
No full textLa biogenèse des ribosomes assure l'approvisionnement en ribosomes dans la cellule pour subvenir aux besoins en synthèse protéique. La production des ribosomes est un processus très couteux en énergie. Elle mobilise les trois ARN polymérases (Pol), la machinerie de traduction, le transport nucléo-cytoplasmique, ainsi qu'une succession complexe d'étapes de maturations qui implique plus de 200 facteurs d'assemblage et de maturation (AMF). Dans les cellules de mammifères en prolifération, le taux de synthèse des ribosomes a été estimé à 7500 sous-unités ribosomiques par minute, ce qui nécessiterait l'apport de ~300 000 protéines ribosomiques (RP), 150 petits ARN nucléolaires (snoARN) par ARN précurseur, et un nombre élevé d'AMF. Ce processus très énergivore est finement régulé par des mécanismes qui coordonnent de manière dynamique les niveaux de production de ribosomes aux besoins de la cellule. Ces régulations permettent notamment d'éviter des pertes importantes en énergie cellulaire qui résulteraient d'une production inutile de ribosomes. Au cours de mon doctorat, j'ai étudié des évènements précis de régulation de la biogenèse des ribosomes orchestrés par la voie de signalisation Ras-MAPK/ERK. Cette voie de signalisation est l'un des principaux acteurs de la croissance et de la prolifération cellulaire. ERK et sa kinase effectrice RSK stimulent trois événements clés de la biogénèse des ribosomes : la transcription Pol I/Pol III, le transport nucléo-cytoplasmique et la traduction. Cependant, aucun substrat de cette voie n'a été clairement identifié dans les étapes post-transcriptionnelles de la biogenèse des ribosomes, à savoir les étapes d'assemblage et de maturation des ribosomes. Mes travaux ont permis d'identifier la kinase atypique RIOK2 comme une nouvelle cible de la kinase effectrice RSK. Nous avons découvert que la phosphorylation de RIOK2 par RSK favorise sa dissociation des particules pré-40S, facilitant ainsi la production de la particule mature 40S. Outre ces résultats, nous avons également identifié et caractérisé des partenaires proches de RIOK2 dans la cellule. Cette analyse ouvre la voie vers de nouvelles connexions entre RIOK2, ou d'autres AMF, et des processus intracellulaires clés autres que la synthèse des ribosomes. Dans l'ensemble, ma thèse aura contribué à la découverte de nouvelles perspectives de recherche dans la régulation des étapes de maturation des ribosomes. L'identification de nouveaux mécanismes de régulation pourrait aider à mieux intégrer les phénotypes associés à des dérégulations de la biogenèse des ribosomes, en conditions physiologiques ou pathologiques.Ribosome biogenesis feeds the cellular needs in protein synthesis by synthetizing translation-competent ribosomes. This highly energy-consuming process mobilizes the three RNA polymerases (Pol) and the translational machinery, active import and export through the nucleo-cytoplasmic network, as well as an intricate maturation pathway that involves more than 200 assembly and maturation factors (AMFs). In proliferating mammalian cells, the synthesis rate of ribosomes has been estimated at 7500 ribosomal subunits per minutes, requiring ~300 000 ribosomal proteins (RPs), 150 small nucleolar RNAs (snoRNAs) per pre-rRNA and an even higher number of AMFs. This fuel-consuming cellular process is tightly regulated by mechanisms that dynamically coordinate ribosome levels with cell requirements, thereby preventing energy waste due to production of unnecessary ribosomes. During my thesis, I studied discrete ribosome biogenesis regulatory events orchestrated by the Ras-MAPK/ERK signaling pathway. This signaling pathway is one of the main actor of cell growth and proliferation. ERK and its downstream effector kinase RSK stimulate three key events of ribosome biogenesis: Pol I/Pol III transcription, nucleo-cytoplasmic transport, and translation. However, no substrate of this pathway has been clearly identified in the post-transcriptional steps of ribosome biogenesis, namely ribosome assembly and maturation. My study identified the kinase RIOK2 as a new target of RSK kinase. We found that phosphorylation of RIOK2 by RSK promotes its dissociation from pre-40S particles, thereby facilitating the completion of small ribosomal subunit synthesis. Beside these findings, we have characterized the RIOK2 proximal interactome. Analysis of the proteins spatially close to RIOK2 paves the way to new connections between RIOK2, as well as other AMFs, and key intracellular processes other than ribosome biogenesis. Altogether, my thesis contributed to the discovery of novel insights into the regulation of ribosome maturation steps. Identification of novel regulatory events may help better integrating phenotypes associated with deregulation of ribosome biogenesis, during both physiological changes and diseases
Lipolyse enzymatique de triglycérides pour la fabrication de matrices alimentaires dans le cadre d'une stratégie "clean- label"
Get PDFDans cette thèse, nous avons voulu explorer des voies dites "clean-label" qui permettraient d'intégrer des mono- et diglycérides d'acides gras (MDGs ; E471) dans des matrices alimentaires. En effet, les fabricants cherchent des solutions pour remplacer les additifs obtenus par voie de synthèse tout en gardant les mêmes fonctionnalités dans les produits alimentaires. L'utilisation d'auxiliaires technologiques, comme les enzymes, entre parfaitement dans la démarche de produits plus respectueux du consommateur et de l'environnement ; c'est-à-dire "clean-label". Ainsi avec une lipase mise en contact avec de l'huile de colza, nous avons démontré que des MDGs pouvaient être générés in situ avec un bon rendement. Pour mieux comprendre les cinétiques de lipolyse et caractériser l'ensemble des produits formés, des analyses par chromatographie en phase gazeuse et RMN 1H et 13C ont été effectuées. Enfin, les huiles de colza, différemment enrichies en MDGs ont ensuite été utilisées dans la fabrication directe de produits alimentaires. En effet, sur chacun des produits choisis, les MDGs jouent des rôles différents. Des produits tels que des barres pâtissières, des brioches et des crèmes glacées ont donc été formulés et caractérisés afin de mettre en avant les effets technologiques et les différences par rapport à des produits fabriqués avec de l'huile de colza seule. Enfin, la fabrication d'émulsions inverses concentrées réalisée à partir de l'huile hydrolysée a été développée permettant d'entrevoir la possibilité de fabriquer des émulsions doubles.In this project, we wanted to explore "clean-label" strategies to incorporate mono- and diglycerides of fatty acids (MDGs; E471) in food products. Indeed, manufacturers try to find solutions in order to substitute synthetic additives while keeping the same functionalities in the food products. The use of processing aids, such as enzymes, fits perfectly with the approach of products that are more respectful of consumers and the environment; that is to say "clean-label". Thus, by reacting a lipase with rapeseed oil, we demonstrated that MDGs could be generated in situ and with a good yield. To better understand the kinetics of lipolysis and to characterize all the products formed, analysis by gas chromatography and 1H and 13C NMR were carried out. Finally, rapeseed oils with different MDGs rates, were used in the fabrication of different food products. Indeed, on each of the products chosen, the MDGs play different roles. Products like sponge cakes, brioches and ice creams were formulated and characterized to highlight all benefits comparatively to products made with unmodified rapeseed oil. Finally, the fabrication of concentrated reverse emulsions starting from the post-enzymatic oil has been developed that allow the possibility to obtain doubles emulsions
Étude de l'injection et du transport de charges dans les couches minces diélectriques nanostructurées ou non : influence des interfaces
Get PDFLes phénomènes d'injection et de rétention de charges dans les matériaux diélectriques ont un impact sur la fiabilité des systèmes électriques (câbles haute-tension), des composants microélectroniques (condensateurs, transistors) ou des microsystèmes (MEMS). En effet, l'accumulation de charges sous contrainte électrique conduit à des modifications de la distribution de champ électrique pouvant engendrer des défaillances. Par conséquent, la mesure
de la densité de charge d'espace induite par la contrainte est cruciale pour comprendre les propriétés du matériau diélectrique. En ce qui concerne les couches minces diélectriques, les matériaux nanocomposites ou les interfaces métal/diélectrique, les méthodes classiques de
mesure de charge d'espace ne peuvent pas être utilisées (résolution spatiale de l'ordre de plusieurs microns et donc supérieure à l'épaisseur des couches). Dans ce contexte, les méthodes dérivées de la microscopie à force atomique (AFM) apparaissent comme adaptées à l'étude des phénomènes se produisant à l'échelle nanométrique dans les couches minces diélectriques nanostructurées ou non. Pour ces travaux nous avons choisi d'utiliser la microscopie à sonde de Kelvin (KPFM) pour étudier la modification de potentiel de surface induite par les charges. Dans un premier temps nous avons étudié les phénomènes d'injection de charge dans des
couches minces nanocomposites, consistant en un plan de nanoparticules d'argent enfouies à différentes profondeurs dans une matrice de SiO2. L'injection de charges est réalisée, en mode contact, grâce à la sonde AFM polarisée (entre -40V et +40V), et la mesure de potentiel de surface est réalisée par KPFM en modulation d'amplitude. Les résultats montrent qu'à température ambiante la présence de nanoparticules proches de la surface (i.e. 7nm) induit une
augmentation de la quantité de charge injectée s'accompagnant d'un étalement latéral des charges plus important. De plus, la présence d'un plan de nanoparticules semble stabiliser les charges en limitant l'étalement latéral et le transport en volume au cours du temps. Concernant la couche de SiO2, la température n'a que peu d'influence ni sur l'injection de charge ni sur la dynamique de dissipation de charge. Concernant les couches nanocomposites l'augmentation de la température induit une augmentation de la vitesse de dissipation latérale et en volume des charges. La deuxième partie de notre étude porte sur les interfaces métal/SiNx. L'injection de charge est réalisée par polarisation des électrodes latérales et la modification du potentiel de surface induite est mesurée par KPFM en modulation de fréquence. La méthode de la dérivée
seconde (ou SDM) est ensuite utilisée pour extraire le profil de charge d'espace du profil de potentiel mesuré. Concernant l'interface Al/SiNx nous avons observé une augmentation de la quantité de charge injectée avec l'augmentation du champ électrique appliqué et/ou avec la
diminution de la distance inter-électrode. Concernant l'interface Au/SiNx le profil de potentiel obtenu est très large rendant l'exploitation des résultats délicate.Charge injection and retention phenomena in dielectric materials have an impact on the reliability of electrical systems (high voltage cables), microelectronic components (capacitors, transistors) or microsystems (MEMS). Indeed, the accumulation of charges under electrical stress leads to changes in the electric field distribution that can lead to failures. Therefore, the measurement of the space charge density induced by the stress is crucial to understand the
properties of the dielectric material. For dielectric thin films, nanocomposite materials or metal/dielectric interfaces, classical space charge measurement methods cannot be used (spatial resolution of the order of several microns and thus higher than the thickness of the layers). In this context, methods derived from atomic force microscopy (AFM) appear to be adapted to the study of phenomena occurring at the nanometric scale in nanostructured or non-structured dielectric thin films. For this work we have chosen to use Kelvin probe microscopy (KPFM) to study the modification of surface potential induced by charges. First, we studied the charge injection phenomena in nanocomposite thin films, consisting of a plane of silver nanoparticles embedded at different depths in a SiO2 matrix. The charge injection is performed in contact
mode with the polarized AFM probe (between -40V and +40V), and the surface potential measurement is performed by KPFM in amplitude modulation. The results show that at room
temperature the presence of nanoparticles close to the surface (i.e. 7nm) induces an increase in the amount of charge injected accompanied by a more important lateral spread of the charges. Moreover, the presence of a plane of nanoparticles seems to stabilize the charges by limiting
the lateral spread and the volume transport over time. Concerning the SiO2 layer, the temperature has little influence neither on the charge injection nor on the charge dissipation dynamics. Concerning the nanocomposite layers, the increase in temperature induces an increase in the lateral and volume charge dissipation rate. The second part of our study focuses on the metal/SiNx interfaces. Charge injection is performed by polarization of the side
electrodes and the induced surface potential change is measured by frequency modulated KPFM. The second derivative method (or SDM) is then used to extract the space charge profile from the measured potential profile. Concerning the Al/SiNx interface we observed an increase in the amount of charge injected with the increase of the applied electric field and/or with the decrease of the inter-electrode distance. Concerning the Au/SiNx interface, the potential profile obtained is very large making the exploitation of the results difficult
Besoin en eau et rendements des céréales en Méditerranée du Sud : observation, prévision saisonnière et impact du changement climatique
Get PDFLe secteur agricole est l'un des piliers de l'économie marocaine. En plus de contribuer à 15% au Produit Intérieur Brut (PIB) et de fournir 35% des opportunités d'emploi, il a un impact sur les taux de croissance. Ces dernières sont affectées négativement ou positivement par les conditions climatiques et la pluviométrie en particulier. Lors des années de sécheresse, caractérisées par une baisse de la production agricole, en particulier celle des céréales, la croissance de l'économie marocaine a été sévèrement affectée et les importations alimentaires du royaume ont augmenté de manière significative. Dans ce contexte, il est important d'évaluer l'impact de la sécheresse agricole sur les rendements céréaliers et de développer des modèles de prévision précoce des rendements, ainsi que de déterminer l'impact futur du changement climatique sur le rendement du blé et leurs besoins en eau. Le but de ce travail est, premièrement, d'approfondir la compréhension de la relation entre le rendement des céréales et la sécheresse agricole au Maroc. Afin de détecter la sécheresse, nous avons utilisé des indices de sécheresse agricole provenant de différentes données satellitaires. En outre, nous avons utilisé les sorties du système d'assimilation des données terrestres (LDAS). Deuxièmement, nous avons développé des modèles empiriques de la prévision précoce des rendements des céréales à l'échelle provinciale. Pour atteindre cet objectif, nous avons construit des modèles de prévision en utilisant des données multi-sources comme prédicteurs, y compris des indices basés sur la télédétection, des données météorologiques et des indices climatiques régionaux. Pour construire ces modèles, nous nous sommes appuyés sur des algorithmes de machine learning tels que : Multiple Linear Regression (MLR), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF) et eXtreme Gradient Boost (XGBoost). Enfin, nous avons évalué l'impact du changement climatique sur le rendement du blé et ses besoins en eau. Pour ce faire, nous nous sommes appuyés sur cinq modèles climatiques régionaux disponibles dans la base de données Med-CORDEX sous deux scénarios RCP4.5 et RCP8.5, ainsi que sur le modèle AquaCrop et nous nous sommes basés sur trois périodes, la période de référence 1991-2010, la deuxième période 2041-2060 et la troisième période 2081-2100. Les résultats ont montré qu'il y a une corrélation étroite entre le rendement des céréales et les indices de sécheresse liés à l'état de végétation pendant le stade d'épiaison (mars et avril) et qui sont liés à la température de surface pendant le stade de développement en janvier-février, et qui sont liés à l'humidité du sol pendant le stade d'émergence en novembre-décembre. Les résultats ont également montré que les sorties du LDAS sont capables de suivre avec précision la sécheresse agricole. En ce qui concerne la prévision du rendement, les résultats ont montré que la combinaison des données provenant de sources multiples a donné des meilleurs résultats que les modèles basés sur une seule source. Dans ce contexte, le modèle XGBoost a été capable de prévoir le rendement des céréales dès le mois de janvier (environ quatre mois avant la récolte) avec des métriques statistiques satisfaisants (R² = 0.88 et RMSE = 0.22 t. ha^-1). En ce qui concerne l'impact du changement climatique sur le rendement et les besoins en eau du blé, les résultats ont montré que l'augmentation de la température de l'air entraînera un raccourcissement du cycle de croissance du blé d'environ 50 jours. Les résultats ont également montré une diminution du rendement du blé jusqu'à 30% si l'augmentation du CO2 n'est pas prise en compte. Cependant, l'effet de la fertilisation au CO2 peut compenser les pertes du rendement, et ce dernier peut augmenter jusqu'à 27%. Finalement, les besoins en eau devraient diminuer de 13 à 42%, et cette diminution est associée à une modification de calendrier d'irrigation, le pic des besoins arrivant deux mois plus tôt que dans les conditions actuelles.The agricultural sector is one of the pillars of the Moroccan economy. In addition to contributing 15% in GDP and providing 35% of employment opportunities, it has an impact on growth rates that are negatively or positively affected by climatic conditions and rainfall in particular. During drought years characterized by a decline in agricultural production and in particular cereal production, the growth of the Moroccan economy was severely affected and the kingdom's food imports increased significantly. In this context, it's important to assess the impact of agricultural drought on cereal yields and to develop early yield prediction models, as well as to determine the future impact of climate change on wheat yield and water requirements.
The aim of this work is, firstly to further understand the linkage between cereal yield and agricultural drought in Morocco. In order to identify this drought, we used agricultural drought indices from remotely sensed satellite data. In addition, we used the outputs of Land Data Assimilation System (LDAS). Secondly, to develop empirical models for early prediction of cereal yields at provincial scale. To achieve this goal, we built forecasting models using multi-source data as predictors, including remote sensing-based indices, weather data and regional climate indices. And to build these models, we relied on machine learning algorithms such as Multiple Linear Regression (MLR), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF) and eXtreme Gradient Boost (XGBoost). Finally, to evaluate the impact of climate change on the wheat yield its water requirements. To do this, we relied on five regional climate models available in the Med-CORDEX database under two scenarios RCP4.5 and RCP8.5, as well as the AquaCrop model and we based on three periods, the reference period 1991-2010, the second period 2041-2060 and the third period 2081-2100. The results showed that there is a close correlation between cereals yield and drought indices related to canopy condition during the heading stage (March and April) and which are related to surface temperature during the development stage in January -February, and which are related to soil moisture during the emergence stage in November -December. The results also showed that the outputs of LDAS are able to accurately monitor agricultural drought. Concerning, cereal yield forecasting, the results showed that combining data from multiple sources outperformed models based on one data set only. In this context, the XGBoost was able to predict cereal yield as early as January (about four months before harvest) with satisfactory statistical metrics (R² = 0.88 and RMSE = 0.22 t. ha^-1). Regarding the impact of climate change on wheat yield and water requirements, the results showed that the increase in air temperature will result in a shortening of the wheat growth cycle by about 50 days. The results also showed a decrease in wheat yield up to 30% if the rising in CO2 was not taken into account. The effect of fertilizing of CO2 can offset the yield losses, and yield can increase up to 27 %. Finally, water requirements are expected to decrease by 13 to 42%, and this decrease is associated with a change in temporal patterns, with the requirement peak coming two months earlier than under current conditions