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Sustainable Aviation Fuels (SAFs) impact on engine operability : modeling and simulation
No full textLa dynamique des fluides numérique (CFD) joue un rôle crucial dans l’avancement de la compréhension des carburants d’aviation durables (SAFs) et de leur impact sur l’opérabilité des moteurs d’avion. Les simulations numériques sont essentielles pour prédire comment les SAFs affectent les limites critiques des moteurs, telles que l'extinction en mélange pauvre, l’allumage et la stabilité thermique. L’intérêt croissant pour la CFD est motivé par son potentiel à réduire les coûts liés au processus d’homologation des carburants et à la conception future des moteurs. Cependant, le développement de modèles précis et fiables est vital pour traiter les phénomènes multi-physiques qui influencent les performances des moteurs. Dans ce contexte, la simulation des grandes échelles (LES) est utilisée pour modéliser les interactions complexes entre les écoulements turbulents réactifs et la combustion des SAFs, permettant de mieux comprendre comment les propriétés des carburants impactent le comportement des moteurs.Computational Fluid Dynamics (CFD) plays a crucial role in advancing the understanding of Sustainable Aviation Fuels (SAFs) and their impact on aviation engine operability. Numerical simulations are essential for predicting how SAFs affect critical engine limits, such as lean blow-out, ignition, and thermal stability. The growing interest in CFD is driven by its potential to reduce costs in the fuel approval process and future engine designs. However, the development of accurate and reliable modeling frameworks is vital to address the multi-physics phenomena that influence engine performance. In this context, Large Eddy Simulation (LES) is employed to model the intricate interactions between turbulent reactive flows and SAF combustion, enabling better insights into how fuel properties impact engine behavior
Exploring 19th-Century Literary Space using AI : Evaluation and Analysis of Spatial Named Entity Recognition Tools
No full textDans les domaines liés à l'acquisition et à la valorisation des données spatiales, la reconnaissance d'entités nommées (REN ou en anglais NER pour Named Entity Recognition) géographiques peu devenir un point d'entrée à l'analyse littéraire. La tâche de REN appliquée à des corpus de texte littéraires, voit ses résultats s'exprimer, entre autres, sous forme de cartes. La tâche de transcription de l'image (PDF par exemple) en texte, qui est le premier maillon de la chaîne de traitement pour l'acquisition des données textuelles et la constitution des corpus numériques, peut être assurée manuellement ou par utilisation des systèmes de reconnaissance optique de caractère (OCR).Si l'utilisation d'un système OCR permet une plus grande rapidité d'exécution de la tâche, comparativement à une saisie manuelle longue et fastidieuse, force est de constater qu'elle est à l'origine d'erreurs de transcription. Il peut s'agir de bruit ou de silence (ajout, substitution et suppression de caractères). Il en va de même pour les transcriptions manuelles, le bruit et le silence pouvant aussi être de nature sémantique, un terme est remplacé par un autre. Ces erreurs produites par la machine peuvent être répétitives et donc modélisables et corrigeables automatiquement dans les sorties, mais lorsqu'elles sont singulières une routine de correction automatique efficace reste difficile à mettre en place. Pour pallier le problème lié à la qualité des transcriptions OCR et obtenir des textes de meilleure qualité, les utilisateurs mettent en place des stratégies, de nettoyage, coûteuses en temps et en moyen. Néanmoins, on peut se demander dans quelle mesure les erreurs dans la reconnaissance des entités nommées spatiales sont réellement imputables au bruitage des données, et quel est l'impact de ce bruit sur les usages consécutifs de ses données. Nous avons constaté au cours d'une enquête utilisateur menée auprès de chercheurs en Humanités Numériques ou en Traitement Automatique des Langues que nombre d'entre eux utilisent des transcriptions OCR non corrigées pour « sonder » leur corpus et avoir une première vision des grandes tendances à analyser. Mais, ces corpus permettent-ils d'examiner des phénomènes attestés qui donneront lieu à des applications scientifiques viables ? Nous présentons une évaluation de différents outils de REN sur des transcriptions OCR brutes. Afin d'évaluer la robustesse des outils de REN, nous comparons les résultats sur dix œuvres (dans leur version de référence et leur version OCR) issues des collections française, anglaise et portugaise d'ELTeC - European Literary Text Collection, comptant entre 100 et 400 pages chacune. Nous montrons qu'une proportion non négligeable des erreurs est imputable aux modèles, et non aux données, et que, de façon très étonnante, certaines entités sont détectées dans les données bruitées, même lorsqu'elles sont mal orthographiées. Ainsi, ces interférences dans la REN, qui découlent des silences et bruits dans les exploitations des corpus -- certaines entités nommées ne sont pas reconnues, amenant donc du « silence », d'autres sont détectées par erreur, apportant du « bruit » -- ne sont pas simplement inhérentes à la qualité des données en entrée. Si le bruit peut être dépassé (selon plusieurs stratégies : correction, lecture attentive, etc.), le silence fait disparaître de l'information et reste un problème ouvert quant à son impact sur bon nombre d'utilisations postérieures potentielles. Ces travaux de recherches s'appliquent à établir des méthodes pour l'évaluation des systèmes de REN sur des données du monde réel, c'est à dire des données telles que les chercheurs en littérature les acquiers, et s'attache à trouver des stratégies pour assister l'utilisateur i ce dans l'extraction et l'exploration de ces données.In fields related to the acquisition and enhancement of spatial data, geographic Named Entity Recognition (NER) can become an entry point for literary analysis. When NER is applied to literary text corpora, its results can be expressed, among other formats, as maps. The task of transcribing images (such as PDFs) into text, which is the first step in the processing chain for acquiring textual data and creating digital corpora, can be done manually or by using Optical Character Recognition (OCR) systems. While the use of an OCR system allows for much faster task execution compared to long and tedious manual entry, it is undeniable that OCR introduces transcription errors. These errors can involve noise or silence (addition, substitution, and deletion of characters). The same applies to manual transcriptions, where noise and silence can also be semantic in nature, with one term being replaced by another.Machine-generated errors can often be repetitive, which means that they can be modeled and automatically corrected in the outputs. However, when they are unique, implementing an effective automatic correction routine remains challenging. To overcome the issue of OCR transcription quality and obtain higher-quality texts, users implement cleaning strategies that are costly in both time and resources. Nevertheless, one might ask to what extent errors in spatial named entity recognition are truly attributable to data noise, and what impact this noise has on the subsequent uses of this data. In a user survey conducted among researchers in Digital Humanities and Natural Language Processing, we observed that many of them use uncorrected OCR transcriptions to “probe” their corpus and gain an initial overview of the major trends to analyze. However, do these corpora allow the examination of attested phenomena that can lead to viable scientific applications? We present an evaluation of various NER tools on raw OCR transcriptions. To assess the robustness of these NER tools, we compare the results on ten books, each comprising between 100 and 400 pages, (in their reference and OCR versions) from the French, English, and Portuguese collections of ELTeC - European Literary Text Collection. We demonstrate that a significant proportion of the errors are attributable to the models and not to the data, and, quite surprisingly, that certain entities are detected in noisy data even when they are misspelled. Thus, these interferences in NER, arising from silences and noise in corpus processing — where some named entities are not recognized, resulting in “silence,” and others are detected in error, introducing “noise” — are not merely inherent to the quality of the input data.While noise can be overcome (through various strategies such as correction, careful reading, etc.), silence results in the loss of information and remains an open issue regarding its impact on many potential future uses. This research aims to establish methods for evaluating NER systems on real-world data, meaning data as it is acquired by literary researchers, and focuses on finding strategies to assist users in the extraction and exploration of this data
From Magnetism to Magic : the Baron Jules du Potet de Sennevoy (1796-1881).
No full textJules du Potet de Sennevoy (1796-1881), dit le baron du Potet, est une figure majeure du magnétisme animal au xixe siècle. Directeur du Journal du Magnétisme (1845-1861), il constitue et anime pendant près de soixante ans un important réseau de magnétiseurs de toutes tendances, en France et à l'étranger. Formé auprès de Deleuze et Faria, il pratique en milieu hospitalier puis, après le rejet définitif du magnétisme par l'Académie de médecine en 1842, se rapproche des milieux spirites et occultistes. Partisan dans sa jeunesse d'un magnétisme psychofluidiste, il évolue rapidement vers une conception plus spiritualiste, où le magnétisme est assimilé à la force vitale de l'univers, sans jamais abandonner cependant l'aspiration thérapeutique. Proche des cercles socialistes et du mouvement quarante-huitard, il défend une conception horizontale du magnétisme, s'élevant contre les élites médicales et religieuses coupables de n'avoir pas voulu s'emparer de la révélation magnétique. Anticlérical convaincu, toute son œuvre est pourtant marquée par la prégnance des motifs religieux ; il se proclame le prophète d'une vérité qui tarde à être reconnue.Jules du Potet de Sennevoy (1796-1881), known as Baron du Potet, was a major figure in 19th-century animal magnetism. Director of the Journal du Magnétisme (1845-1861), for nearly sixty years he built up and led a large network of magnetizers of all persuasions, in France and abroad. Trained by Deleuze and Faria, he practiced in hospitals and, after the definitive rejection of magnetism by the Académie de Médecine in 1842, moved closer to spiritualist and occultist circles. A supporter of psychofluidist magnetism in his youth, he quickly evolved towards a more spiritualist conception, in which magnetism is assimilated to the vital force of the universe, without ever abandoning his therapeutic aspirations. Close to socialist circles and the "quarante-huitard" movement, he defended a horizontal conception of magnetism, railing against the medical and religious elites guilty of failing to grasp the magnetic revelation. A staunch anti-cleric, his entire work is nevertheless marked by the influence of religious motives ; he proclaims himself the prophet of a truth that is slow to be recognized
Contrôle du co-repliement d'origamis ADN
No full textL’origami ADN est une technique particulièrement robuste permettant de concevoir des structures en ADN, souvent de l’ordre de la centaine de nanomètres. Introduite en 2006 par Paul Rothemund, cette technique repose sur le repliement contrôlé d’un long brin d’ADN appelé scaffold (de quelques milliers de nucléotides), au moyen d’un ensemble de brins synthétiques plus courts bien choisis, appelés agrafes. Elle se prête particulièrement bien à la conception de structures complexes en deux ou trois dimensions. Cependant, la taille de ces origamis ADN est limitée par la longueur du scaffold. Plusieurs travaux proposent d’assembler en plusieurs étapes un certain nombres d’origamis ADN identiques pour atteindre des tailles supérieures (Rajendran et al., 2011, Tikhomirov et al., 2017, Wintersinger et al., 2023). Nous avons, quant à nous, cherché à déterminer s’il était possible de concevoir des origamis ADN comprenant plusieurs brins scaffold identiques mais se repliant de façon différenciée pour former différentes composantes de la structure voulue. Cela nécessite un travail particulier de conception de l’origami, mais également de compréhension du processus de repliement qui mène à son assemblage correct. Cette thèse comporte donc plusieurs aspects : l’exploration des techniques de design d’origamis ADN à plusieurs scaffolds, les réalisations expérimentales associées à ces techniques ainsi qu’une proposition de modélisation du processus de repliement. Je propose notamment une méthode de sélection d’un petit sous-ensemble d’agrafes, permettant de pré-former séparément les scaffolds de l’origami afin qu’ils se différencient convenablement lors de l’assemblage final. J’explore également l’usage de cette méthode pour l’assemblage de formes frustrées en origami ADN, ainsi qu’une méthode alternative de différenciation, basée sur l’utilisation d’un origami supplémentaire comme moule. Je présente enfin un travail annexe explorant les pistes théoriques et expérimentales pour la création de quasi-cristaux en brins d’ADN.DNA origami is a particularly robust technique for designing DNA structures, often on the order of hundreds of nanometers. Introduced in 2006 by Paul Rothemund, this technique relies on the controlled folding of a long scaffold DNA strand (a few thousand nucleotides long), using a set of carefully chosen shorter synthetic strands acting as staples. It is particularly well-suited for designing complex structures in two or three dimensions. However, the size of these DNA origamis is limited by the length of the scaffold strand. Several studies propose assembling identical DNA origamis in multiple steps to achieve larger sizes (Rajendran et al., 2011, Tikhomirov et al., 2017, Wintersinger et al., 2023). We have sought to determine whether it is possible to design DNA origamis comprising several identical scaffold strands but each folding differently to form various components of the desired structure. This requires particular work on the design of the origami, but also an understanding of the folding process that leads to its correct assembly. This thesis therefore involves several aspects: exploring algorithmic and geometrical techniques for designing DNA origamis with multiple scaffolds, the experimental implementations associated with these techniques, and modeling the folding and assembly process. In particular, I propose and evaluate several algorithmic methods for selecting a small subset of staples, allowing the pre-formation of the origami scaffolds separately so that they differentiate properly during the final assembly. Furthermore, I explore the usage of this method for assembling frustrated shapes with DNA origami, as well as an alternative differentiation method based on an additional mold origami. My thesis concludes with an ancillary work exploring theoretical and experimental approaches for assembling quasi-crystals with DNA strands algorithmically
Study of Ga2O3-Gd2O3-Nb2O5 phase diagram : toward new niobate based transparent ceramics in the mid-infrared optical window
No full textLe développement de nouvelles sources LASER compactes à haute énergie dans le moyen infrarouge (1,7-2,7 µm) répond à un besoin sociétal et technologique pour l’élaboration et l’amélioration de dispositifs opto-éléctroniques. Les principaux champs d’applications concernés sont la télécommunication, la chirurgie oculaire et dermatologique, ainsi que la défense. Depuis 1995, l’obtention de la première céramique polycristalline transparente présentant un rayonnement LASER a ouvert la voie au développement de cette nouvelle classe de matériau en tant que source amplificatrice. Outre les nombreux avantages inhérents au procédé de fabrication des céramiques transparentes, elles permettent également d’élargir le catalogue de composés disponibles pour ces applications. Cependant, peu de matériaux actifs et cristallisés ont été développés (YAG:Ho3+, LuAG:Ho3+, Lu2O3:Ho3+ et Y3NbO7:Ho3+) et leurs performances restent, pour le moment, limitées voire nulles en tant que sources LASER émettrices à 2 µm.Les travaux menés au cours de cette thèse concernent, dans un premier temps, la recherche de nouvelles compositions issues du système Ga2O3 - Gd2O3 - Nb2O5. Ces différents oxydes lourds présentent les caractéristiques physico-chimiques nécessaires à une application en optique et à la génération de nouvelles longueurs d’onde d’émission dans le moyen infrarouge. Parmi tous les composés synthétisés par voie solide et pour certains par voie liquide (coprécipitation), le niobate de terre rare Gd3NbO7 a retenu notre attention par ses potentielles propriétés spectroscopiques, similaires à celles d'un autre niobate déjà étudié, Y3NbO7. Bien que Gd3NbO7 subit des instabilités structurales néfastes pour son élaboration en tant que céramique transparente, une composition non stœchiométrique stable structuralement jusqu’à des températures supérieures ou égales à 1600 °C a été obtenue. L’étude de la solution solide Gd3+xNb1 xO7-x□1+x avec l’utilisation de la photoluminescence de Eu3+, en tant que sonde structurale, et diverses caractérisations ont montré l’importance du rôle des lacunes d’oxygène dans les phénomènes de transition – stabilisation structurale. Ce point est également illustré lors d’une étude comparative du comportement au frittage des niobates stœchiométrique (x = 0) et non stœchiométrique (x = 0,25), où l’influence de la composition chimique et la structure cristalline impactent incontestablement l’aptitude au frittage. Un premier essai de frittage sous air avec traitement post-HIP a permis l’obtention de nouvelles céramiques transparentes Gd3,25Nb0,75O6,75□1,25 :Ho3+ avec la caractérisation des propriétés optiques et luminescentes.The development of 1.7-2.7 µm highly energetic compact LASER sources represent an important challenge regarding the societal and technological needs of opto-electronic devices. In fact, their fabrication and improvement can significantly impact many applications; covering of the eye spectral region, healthcare, defense sector, optical communication. Since 1995, the first transparent polycrystalline ceramics with LASER radiation have paved the way for the development of this new class of materials as gain sources. In addition to the many advantages inherent in their manufacturing process, they also expand the catalogue of compounds available for these applications. However, only a few active crystallized materials (AG:Ho3+, LuAG:Ho3+, Lu2O3:Ho3+ and Y3NbO7:Ho3+) have been developed and their performance as emitting LASER sources at 2 µm remains limited or non-existent.The work carried out in this thesis focuses initially on the search for new compositions derived from the Ga2O3 - Gd2O3 - Nb2O5 phase diagram. The various heavy oxides have the required physico-chemical properties for optical applications and the generation of new emission wavelengths in the mid-infrared. Among the compounds synthesized by the solid route and, in some cases, by a co-precipitation liquid route, the rare earth niobate Gd3NbO7 caught our attention because of its potential spectroscopic properties, which are similar to those of another niobate already studied, Y3NbO7. Although the gadoniulm niobate suffers from structural instabilities that are detrimental to its production as a transparent ceramic, a non-stoichiometric composition structurally stable to temperatures up to 1600 °C or higher has been obtained. The study of the Gd3+xNb1-xO7-x□1+x solid solution, using Eu3+ photoluminescence as a structural probe and various characterization technics have shown the importance of the role of oxygen vacancies in the structural transition-stabilization phenomenon. This point is also illustrated by a comparative study of the sintering behavior of stoichiometric (x = 0) and non-stoichiometric (x = 0.25) niobates, where the influence of chemical composition and crystalline structure have a clear impact on the niobates sinterabillity. A first Gd3,25Nb0,75O6,75□1,25 :Ho3+ transparent ceramic has been obtained using a two stage-sintering process: natural sintering and post-HIP treatment. Their optical and luminescent properties have been collected
Remodelage membranaire par des protéines dans le trafic intracellulaire : une approche par systèmes modèles des rôles des golgines dans la structuration du Golgi et des SNAREs dans la fusion synaptique
No full textLes membranes biologiques jouent un rôle crucial dans les cellules. Barrières délimitant les compartiments cellulaires, elles sont aussi des transducteurs, des réacteurs ou encore des détecteurs. Ces structures bidimensionnelles sont complexes et leur composition en lipides, protéines et sucres varie selon leurs fonctions spécifiques. Elles sont également très dynamiques, notamment en ce qui concerne le trafic intracellulaire. Ce processus étroitement régulé assure le transport de protéines, de lipides et d'autres molécules entre les organites. notamment via des cargos entourés de membrane, appelés vésicules. Si de nombreux composants des machineries moléculaires impliquées ont été identifiés, les mécanismes moléculaires en jeu restent flous. Les approches traditionnelles in cellule pour étudier les acteurs protéiques du trafic intracellulaire sont limitées par l'interdépendance de nombreux processus. Une approche complémentaire, utilisée dans notre laboratoire, consiste à reconstituer ces mécanismes par une approche ascendante, en utilisant des systèmes minimaux et contrôlés. Cette thèse se concentre sur deux processus distincts du trafic intracellulaire. Tout d'abord, nous avons étudié l'organisation de l'appareil de Golg i, un plateforme clé pour le tri et la modification des protéines après leur synthèse. La structure unique du Golgi, qui ressemble à une pile de pancakes, est étonnamment résiliente. Elle se désassemble et se reforme lors de la division cellulaire et reste stable pendant !'interphase, malgré des échanges continus de matériel. Nous avons émis l'hypothèse que certaines protéines, par exemple GM130, agissent comme des échafaudages pour maintenir cette structure. En utilisant des vésicules géantes unilamellaires (GUVs) comme système modèle, nous avons étudié GM130 et montré que sa séparation de phase sur les membranes est principalement due à un segment de 200 acides aminés positionné près de son extrémité N-terminale. Fait surprenant, la structure de ce segment est prédite en faisceau d'hélices alpha torsadées, et non intrinsèquement désordonnée comme une majorité des protéines qui séparent de phase. Nous avons également exploré les propriétés mécaniques que la présence de cette protéine pourrait conférer à la membrane. Bien que des défis expérimentaux aient limité cette caractérisation, nous avons observé que l'encombrement stérique - à des densités en protéines similaires à ce que l'on trouve sur les membranes du Golgi - peut conférer de la plasticité à la membrane sur notre système modèle, et ce indépendamment du type de protéine. Le deuxième processus étudié est la fusion synaptique. Les protéines SNAREs sont les principaux effecteurs de la fusion d'une vésicule avec une membrane cible. En utilisant des modèles simplifiés et des calculs en ordres de grandeur. nous avons identifié des goulots d'étranglement dans le mécanisme de fusion, mettant ainsi en relief le rôle des autres protéines connues pour catalyser ce processus. Par ailleurs, nous avons utilisé un système de membrane suspendue et des expériences de fusion en solution pour caractériser des SNAREs mutants. Notre objectif était de tester les prédictions d'un modèle théorique plus complexe de la fusion. Nous avons découvert que certains résultats de ce modèle devaient être revus en raison d'une mauvaise interprétation des données expérimentales sur lesquelles il était basé, et les expériences ont donc été interrompues. Cependant, ce travail a fourni des informations précieuses sur le modèle et souligné l'importance de la connexion entre théorie et expérience. Dans l'ensemble, cette thèse approfondit les connaissances sur deux protéines impliquées dans le trafic intracellulaire. Elle met également en évidence la valeur des systèmes expérimentaux in vitro, parfois améliorés au cours de ce travail, et ouvre la voie à de futures recherches. Sur un plan plus personnel, elle a aussi été une humble récolte de quelques enseignements épistémologiques.Biological membranes play a crucial role in cells. Over the past few decades, they have been recognized not only as barriers that define cellular compartments, but also as transducers, reactors, and sensors. These membranes are highly complex two-dimensional structures. Their composition, with lipids, proteins, and sugars, is variable and depends on their specific functions. They are also very dynamic, which is particularly evident during intracellular trafficking. This tightly regulated process ensures the transport of proteins, lipids, and other molecules between organelles, notably through membrane-enveloped cargos called vesicles. The formation and fusion of these sacs constantly cause deformation of organelles membrane, as well as import and export of membrane material. Surprisingly enough, the system remains globally stable despite these constant fluxes. Although many components of the molecular machineries involved in this lively yet stable ballet have been identified, precise operational molecular mechanisms remain unclear. Traditional approaches in cellulo to studying protein players in intracellular trafficking are limited by the interdependence of multiple pathways, making it hard to untangle complex interactions. A complementary approach, used in our lab, is bottom-up reconstruction. By using minimal and controlled systems, we aim ta model these phenomena from scratch and understand the contributions of individual molecular effectors. This thesis focuses on two distinct intracellular trafficking processes. First, we studied the organization of the Golgi apparatus, a key site for sorting and modifying proteins alter synthesis. The unique structure of the Golgi, resembling a stack of pancakes, is remarkably resilient. lt disassembles and reforms during cell division and remains stable during interphase, despite continuous material exchange. We hypothesized that certain proteins, such as GM130, actas scaffolds to maintain this structure. Using giant unilamellar vesicles (GUVs) as a model, we studied GM130 and showed that its phase separation on membrane is driven by a 200-aminoacid segment near its N-terminus. This segment is predicted to form a coiled-coil structure. This is surprising because liquid-liquid phase separation generally involves intrinsically disordered domains. We also explored the mechanical properties that the presence of the protein could give to the membrane. Although experimental challenges limited our ability ta fully characterize these properties, we observed that protein crowding, for densities similar to what can be found on Golgi membranes and regardless of protein type, can lead ta membrane plasticity in our model system. The second process studied is synaptic fusion. SNARE proteins are the main drivers of vesicle fusion with target membranes. Using simplified models and rule-of-thumb calculations, we identified bottlenecks in SNARE-mediated fusion and highlighted the role of the additional protein effectors known to catalyze the process in vivo. Furthermore, we used a suspended membrane set up and a bulk assay to characterize mutant SNAREs. Our goal was to test a more complex theoretical model of fusion. We found that some results of the model needed to be revisited due to a misinterpretation of the experimental data it was based on. Hence the experiments were discontinued. However, this work provided valuable insights into the model, thereby highlighting the importance of close collaboration between theoretical and experimental approaches. Overall, this thesis deepens our understanding of Iwo proteins involved in different intracellular trafficking pathways. It also highlights the value of in vitro assays, which we improved during the course of this work, and paves the way for future research. On a personal note, it was also a humble harvest of a few epistemological take-aways
Instrumented microfluidic platform for blood rheology analysis within a cariovascular network
No full textLes objectifs de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du développement de la médecine personnalisée, en particulier dans les thérapies géniques et la création de modèles prédictifs pour évaluer l'efficacité des traitements. Les technologies de « laboratoires sur puce » (lab-on-chip) et « organes sur puce » sont explorées ici comme solutions innovantes pour répondre à ces enjeux complexes. L’étude vise l’utilisation de dispositifs microfluidiques biomimétiques (Organ-on-Chip) capables de reproduire des environnements physiologiques spécifiques, pour développer un modèle précis de la circulation sanguine. Ces dispositifs, instrumentés par une électronique développée en interne, intègrent des capteurs miniaturisés permettant le suivi et l’analyse des caractéristiques rhéologiques de l’écoulement sanguin en temps réel. Le but ultime de cette thèse est de développer un outil diagnostique qui puisse évaluer de façon détaillée les effets des thérapies géniques sur les propriétés des globules rouges. L’intégration de capteurs d’impédance pour une caractérisation électrique en temps réel de l’écoulement, alliée à la mesure in situ de la concentration en hémoglobine sur une puce microfluidique, constitue une avancée technologique significative. Ce système biomimétique pourra offrir une compréhension plus fine des phénomènes vaso-occlusifs et contribuer ainsi à l’élaboration de thérapies adaptées aux spécificités de chaque patient. Les perspectives de cette recherche incluent des avancées substantielles dans le domaine du mimétisme sur puce, des microtechnologies, de l'analyse des milieux biologiques par bio-impédance et de l’intégration de capteurs spécifiques. Cette recherche pourra également avoir des applications élargies dans l’étude des mécanismes pathologiques et de la réponse thérapeutique personnalisée, avec la collaboration de notre partenaire UMRN (UPEC)The objectives of this thesis are situated within the broader framework of advancing personalized medicine, particularly in gene therapy and the creation of predictive models to evaluate treatment efficacy. "Lab-on-chip" and "organ-on-chip" technologies are explored here as innovative solutions to address these complex challenges.The study aims to utilize biomimetic microfluidic devices (Organ-on-Chip) capable of replicating specific physiological environments to develop an accurate model of blood circulation. These devices, equipped with in-house developed electronics, integrate miniaturized sensors for real-time monitoring and analysis of the rheological characteristics of blood flow.The ultimate goal of this thesis is to develop a diagnostic tool that can comprehensively evaluate the effects of gene therapies on red blood cell properties. The integration of impedance sensors for real-time electrical characterization of flow, combined with in situ measurement of hemoglobin concentration on a microfluidic chip, represents a significant technological advancement. This biomimetic system will provide a more refined understanding of vaso-occlusive phenomena and thus contribute to the development of therapies tailored to each patient's specific needs.The prospects of this research include substantial advancements in the field of on-chip biomimicry, microtechnologies, biological medium analysis through bio-impedance, and the integration of specific sensors. This research could also have broader applications in studying pathological mechanisms and personalized therapeutic responses, in collaboration with our partner UMRN (UPEC
Caractérisation et édition du réseau de gènes régulant la floraison du soja afin de développer des variétés précoces mieux adaptées à sa culture en Europe
No full textLe soja est une plante de jours courts dont la distribution géographique naturelle est limitée par sa sensibilité à la photopériode. En hautes latitudes, la culture du soja nécessite une floraison précoce et une sensibilité réduite à la photopériode. Cependant, la complexité génétique de la régulation de la floraison rend les approches classiques de sélection difficiles et chronophages. Face à ces défis, ce projet de recherche s'articule autour de trois études interdépendantes, axées sur l'avancement de la floraison du soja et le développement d'outils innovants d'édition du génome chez le soja. Dans une première partie, cette thèse a utilisé une stratégie de knock-out multiplex avec CRISPR-Cas9 pour générer une diversité allélique dans le réseau génique régulant la floraison. Cinq à onze répresseurs de la floraison ont été ciblés simultanément pour être inactivés, permettant de créer une diversité allélique dans la voie étudiée. Cette approche a abouti à la création de lignées de soja précoces, avec des floraisons avancées jusqu'à quatre semaines par rapport aux témoins. De plus, la diversité induite a généré une large gamme phénotypique de temps de floraison précoces, potentiellement adaptables à différentes latitudes septentrionales. Ces résultats démontrent le potentiel de cette stratégie pour générer une diversité phénotypique ciblée. Toutefois, cette stratégie présente certaines limites, notamment sa dépendance à une connaissance préalable des fonctions des gènes et son application limitée à l'inactivation de gènes. Face à ces limites, la deuxième partie de cette étude explore les mécanismes moléculaires régulant le temps de floraison chez le soja, en se concentrant sur le complex FT-FD, un acteur clé du contrôle de la floraison. L'objectif est de comprendre comment les FT inhibiteurs répriment la floraison afin d'identifier des cibles moléculaires pour des approches avancées d'édition génomique allant au-delà de l'inactivation de gènes. Les interactions protéine-protéine entre FT et FD ont été étudiées à l'aide d'essais de double-hybride en levure, et d'analyse d'expression transitoire dans la plante modèle Physcomitrium patens. Les connaissances acquises ouvrent des portes pour de futures études sur les mécanismes d'activation et de répression médiés par FT chez le soja. À long terme, identifier les déterminants moléculaires des inhibiteurs FT pourrait permettre leur conversion en activateurs grâce à des outils d'édition précis, bien que des progrès significatifs soient encore nécessaires dans ces technologies. Conscient du besoin de rendre plus accessible l'édition du génome, la troisième partie de cette thèse s'est concentrée sur le développement et l'optimisation d'une méthode d'édition génomique in planta induite par un virus, afin de contourner les étapes difficiles de transformation et de culture in vitro. En parallèle, des efforts ont été déployés pour développer le prime editing chez le soja, dans le but d'obtenir des outils d'édition plus prédictibles. Ce travail a abouti à l'établissement de la transformation du soja dans notre laboratoire, et à la génération des lignées transgéniques nécessaires aux expériences. Il a par ailleurs permis le transfert de connaissances vers la transformation du pois, une culture historiquement difficile à transformer. Cependant, les deux approches ont présenté des défis. Le VIGE nécessite une optimisation supplémentaire pour une édition fiable chez le soja, tandis que le prime editing a souffert d'une faible efficacité avec les outils disponibles au moment de l'étude, soulignant la nécessité d'une optimisation supplémentaire et d'une innovation continue. Ensemble, les résultats démontrent le potentiel des outils d'édition génomique pour accélérer les efforts de sélection, permettant une édition du soja rapide, localisé et exempte de transgènes. Ces progrès ouvrent la voie à des systèmes agricoles plus durables et adaptables.Soybean is a short-day plant with a natural geographical distribution limited by photoperiod sensitivity to a narrow range of latitudes. To successfully cultivate soybean in higher latitudes, early flowering and reduced photoperiod sensitivity are essential. However, the genetic complexity of flowering regulation, involving numerous interacting genes, renders traditional breeding approaches challenging and time-consuming. Addressing these challenges, this research project focuses on soybean flowering time and the development of innovative gene-editing tools through three interconnected studies. The first part of this PhD utilized a CRISPR-Cas9 multiplex knockout strategy to generate allelic diversity in the gene network regulating flowering time. Five to eleven soybean flowering repressors were simultaneously targeted for inactivation, successfully creating allelic diversity within the pathway. This led to earlier flowering lines, with flowering times accelerated by up to four weeks compared to controls. Additionally, the induced diversity resulted in a broad phenotypic range of earlier flowering times, potentially adaptable to various northern latitudes. These results demonstrate the potential of this strategy to create phenotypic diversity for specific traits, providing valuable material for breeding programs. However, this strategy has limitations, including reliance on prior knowledge of gene functions and a focus on gene inactivation, which restricts applications to loss-of-function mutations. To address these limitations, the second part of the study investigated the molecular mechanisms regulating flowering time in soybean, focusing on the FT-FD complex, a key player in flowering control. Specifically, the research aimed to understand how FT inhibitors suppress flowering and to identify molecular targets for advanced gene-editing approaches beyond knockouts. Protein-protein interactions between FTs and FDs were explored using yeast two-hybrid assays, and the complex ability to activate flowering genes was assessed through transient expression assays in the model moss Physcomitrium patens. Insights from this investigation lay the groundwork for further studies on the mechanisms of FT-mediated activation and repression in soybean. In the long term, identifying the molecular determinants of FT inhibitors could enable their conversion to activators using precise editing tools, though significant advances in these technologies are needed. Recognizing the need for more precise tools, the third part of this PhD focused on developing and optimizing an in planta gene-editing method through Virus-Induced Gene Editing (VIGE). This approach aims to bypass the bottlenecks of traditional plant transformation and tissue culture, thereby streamlining the gene-editing process. Parallel efforts explored prime editing in soybean to expand the gene-editing toolbox by enabling predictable knock-ins. A notable milestone of this work was the successful establishment of soybean transformation in our lab, overcoming longstanding challenges in France. This achievement facilitated the generation of transgenic lines for experiments and also enabled the knowledge transfer to pea transformation, a historically recalcitrant crop, highlighting the broader applicability of the method. However, both VIGE and prime editing presented challenges. VIGE requires further optimization to achieve reliable editing in soybean, while prime editing faced low efficiency with the tools available at the time of the study, underscoring the need for continued innovation. In conclusion, this PhD demonstrates the potential of gene-editing tools to accelerate breeding efforts, enabling rapid, localized, and transgene-free editing in species like soybean. With ongoing technological advancements, these tools have the potential to significantly enhance breeding strategies and functional genomics, paving the way for more sustainable and adaptable agricultural systems
Cognitive load and attentional resource allocation in simulated multitask and multimodal situations : the case of the infantry squad leader
No full textLa saturation des ressources cognitives des chefs de groupe d'infanterie est un défi majeur des opérations militaires modernes. Une charge cognitive élevée entraîne en effet des risques pour la santé et la sécurité du combattant et il est nécessaire d'étudier les facteurs responsables de cette augmentation. Les situations écologiques manquent par nature de contrôle expérimental et par conséquent, les micromondes qui simulent des tâches réelles sont l'alternative habituelle aux études de terrain. Toutefois, à notre connaissance, il n'existe actuellement aucun micromonde reproduisant les tâches opérationnelles du chef de groupe d'infanterie. De plus, une des causes de l'augmentation du niveau de charge cognitive est la saturation des canaux perceptifs visuo-spatiaux et auditivo-verbaux, un phénomène que rencontre régulièrement le chef de groupe lorsqu'il doit réaliser plusieurs tâches simultanément, telles que commander ses subordonnés et s'orienter dans l'environnement. Cette problématique s'inscrit dans un débat qui perdure encore aujourd'hui et qui oppose des modèles de ressource unique en attention à des modèles de ressources multiples et indépendantes. Mener des expérimentations contribuant à résoudre ce débat est nécessaire. Ce travail de thèse avait donc un double objectif. Le premier visait à concevoir et valider un nouveau micromonde : le Simulated Multitasking Environment for the Squad leader (SMES). Une recherche qualitative a d'abord été menée pour mettre en évidence plusieurs tâches génériques du chef de groupe (c.-à-d., communes à de nombreuses situations sur le terrain) et qui ont guidé la conception du SMES. La validation psychométrique du SMES s'est ensuite appuyée sur deux expérimentations : (i) la première a évalué les qualités psychométriques du micromonde lorsque les tâches étaient exécutées individuellement ; et (ii) la seconde a exploré des tâches simultanées, reflétant la complexité de l'environnement réel. Les résultats ont montré que les paramètres manipulés pour chaque tâche étaient pertinents pour induire différents niveaux de charge cognitive. La validité convergente et de contenu du SMES étaient également satisfaisantes dans des conditions multitâches, mais pas dans des conditions monotâches. Les performances dans les situations multitâches ne semblent donc pas dépendre des habiletés spécifiques mobilisées par chaque tâche, ce qui suggère l'existence d'une habileté générale au multitâche. Le deuxième objectif de la thèse visait à étudier l'effet de l'exigence d'une situation multitâche sur la charge cognitive en fonction des modalités perceptives des tâches. Une expérimentation a permis de répondre à certaines limites identifiées dans la littérature, telles que le manque de contrôle du niveau d'exigence individuel des tâches en concurrence, le compromis vitesse-précision et l'exigence globale de la situation multitâche. Les résultats montrent qu'à mesure que la charge cognitive augmente, un réservoir de ressource générale (c.-à-d., amodal) viendrait suppléer les réservoirs visuo-spatiaux et auditivo-verbaux. Cela suggère l'existence d'un modèle hiérarchique intégrant les modèles de ressource unique et de ressources multiples. À l'issue de ce programme de recherche, nous proposons des recommandations pour la conception de futurs équipements afin de réduire la charge cognitive générée par leur utilisation.The saturation of infantry squad leaders' cognitive resources is a major challenge of modern military operations. A high cognitive load entails risks for the health and safety of the combatant, and it is necessary to study the factors responsible for this increase. Ecological situations by their very nature lack experimental control, so microworlds that simulate real-life tasks are the usual alternative to field studies. However, to the best of our knowledge, there are currently no microworlds reproducing the operational tasks of an infantry squad leader. Moreover, one of the causes of increased cognitive load is the saturation of visual-spatial and auditory-verbal perceptual channels, a phenomenon regularly encountered by squad leaders when they have to perform several tasks simultaneously, such as commanding subordinates and orienting themselves in the environment. This problem is part of an ongoing debate that pits single-resource attention models against multiple, independent resource models. Experimentation is needed to help resolve this debate. The aim of this thesis was twofold. The first was to design and validate a new microworld: the Simulated Multitasking Environment for the Squad leader (SMES). Qualitative research was first carried out to identify several generic tasks of the squad leader (i.e. common to many situations in the field), which guided the design of SMES. The psychometric validation of SMES was then based on two experiments: (i) the first assessed the psychometric qualities of the microworld when tasks were performed individually; and (ii) the second explored simultaneous tasks, reflecting the complexity of the real environment. The results showed that the parameters manipulated for each task were relevant for inducing different levels of cognitive load. The convergent and content validity of the SMES were also satisfactory in multitask conditions, but not in monotask conditions. Performance in multitasking situations therefore does not seem to depend on the specific skills mobilized by each task, suggesting the existence of a general multitasking ability. The second aim of the thesis was to study the effect of the requirement of a multitasking situation on cognitive load as a function of the perceptual modalities of the tasks. Experimentation was used to address some of the limitations identified in the literature, such as the lack of control over the individual demand level of competing tasks, the speed-accuracy trade-off and the overall demand of the multitasking situation. The results show that, as cognitive load increases, a general (i.e. amodal) resource reservoir supplements the visual-spatial and auditory-verbal reservoirs. This suggests the existence of a hierarchical model integrating single and multiple resource models. At the end of this research program, we propose recommendations for the design of future equipment to reduce the cognitive load generated by its use
Hors de la maison. Étude des circulations de travail en régime de Ius Commune (Italie, 1570-1670)
No full textPour les juristes modernes, labeur et droit-au-lieu ne font qu'un seul. Qu'il s'agisse d'une maison ou d'une ville toute entière, on s'attache au lieu autant que l'on y travaille ; et à l'inverse, on se doit de travailler à mesure que l’on y demeure et on y gagne une subsistance. La relation entre les deux est conceptualisée, ainsi que la gamme de rapports qui, de là, encadrent la circulation du travail à l'intérieur d'une communauté. Cette thèse interroge la discipline de ces circulations. Plus particulièrement, elle en propose une histoire juridique par une étude de cas : le travail en maison religieuse entre 16e et 17e siècles. Hôpitaux, monastères, couvents, ces maisons ne cessent d’accueillir, placer et replacer leurs résidents au sein de la cité. Elles les assurent d’un lieu de subsistance et les assignent en-travail, à l’intérieur de leurs structures ou auprès de particuliers. Outre que sur une série d’écrits de doctrine, propres à la tradition du ius commune tardif, la thèse se penche sur des règlements hospitaliers, des législations ecclésiastiques et des traités de réguliers. Pris dans un effort de stabilisation et de rationalisation de la ressource alimentaire commune, le travail circule et se déploie en différentes configurations. "Où", "pour qui", et comment en distribuer les fruits ? Les maisons maîtrisent ce mouvement et rivalisent avec leurs contreparties au moyen de schémas stratifiés de droit alimentaire (legs d’aliments, dette d’assistance). Ces derniers se définissent moins par les formes de l’échange et de la production (louages, servitudes) que par une exigence de résidence et de 'localisation'.For early-modern jurists, labour and local rights were intricately intertwined. Whether in the context of a house or an entire city, individuals attached to a certain place to the degree that they worked there; conversely, they had a duty to work insofar as they inhabited and earned a living from that place. The relationship between the two phenomena was a conceptualised one, along with the range of legal forms that framed the circulation of labour within the city. This thesis examines the discipline of this circulation through a select set of legal actors. More precisely, it considers the case of labour in charity systems – i.e. Italian religious houses between the 16th and 17th centuries – deploying it as an entry point to the larger history of work relations. Institutions such as hospitals and convents were centres of a relentless effort to situate, and relocate, their respective inmates. They provided the latter with a place to live, either directly or via an external host, while also establishing them in work. Drawing on a corpus of ecclesiastical legislation, hospital regulations, and a body of “writings on regular matters”, this dissertation examines the legal nature of religious placements and realigns them with their practical purposes. As part of a larger framework, placements served as instruments of a broader effort aimed at stabilizing and rationalizing the alimentary supplies of the city (charity). In this capacity, they were deployed within a variety of legal configurations – determining where to make work, for whom, and how the fruits of such labour should be distributed. Work arrangements relied on the rules of domestic sustenance and family support (alimentary bequest, debt of assistance). Tools of exchange, such as locatio-conductio and servile forms, only partially adhered to the need to ‘locate’ labour and the communal resources that moved with it