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Mise en forme de polymères multi-micro-nanocouches par un procédé innovant de coextrusion gonflage/ matériaux aux propriétés barrières et optiques améliorées, éco-conçus pour une meilleure recyclabilité
No full textCe travail de recherche a été mené dans le cadre du projet Thèse CIFRE en collaboration avec le CT-IPC. Le projet se concentre sur le développement et la validation d'une technologie innovante de filière gonflage qui comble une lacune critique dans la littérature. Bien qu'il existe déjà un grand nombre de recherches sur la coextrusion à plat, la coextrusion gonflage reste sous-explorée. Obtenir des épaisseurs de couche de l'échelle micro au nano, tout en maintenant l'intégrité des couches, s'est avéré particulièrement difficile. L'objectif de ce travail est la conception d'une filière de coextrusion gonflage capable de produire des films, avec des propriétés barrières et optiques améliorées, tout en améliorant leur recyclabilité, ce qui présente un défi majeur dans le domaine des matériaux d'emballage. Contrairement aux systèmes conventionnels, la nouvelle filière développée dans ce travail permet la création de films à un nombre de couches élevé, garantissant l'intégrité des couches même à l'échelle micro-nano. Une autre avancée de cette filière est sa capacité à augmenter le nombre de couches sans prolonger le temps de séjour dans le procède car elle ne nécessite pas l'addition d'un élément multiplicateur supplémentaire. Le risque de dégradation thermique peut ainsi être minimisé. La nouvelle technologie de filière peut facilement être combinée avec les configurations de coextrusion à plat, ce qui la rend très polyvalente. Ces innovations permettent non seulement la production de films avec des centaines ou milliers de couches, mais améliorent également la stabilité du processus. Un élément clé de cette étude a consisté à démontrer qu'en utilisant la coextrusion à assemblage forcé avec la nouvelle filière de gonflage, les performances barrière des films multicouches pouvaient être considérablement améliorées sans augmenter la quantité d'éthylène-alcool vinylique (EVOH). Bien que cette stratégie ait été largement étudiée et validée dans les procédés de coextrusion à plat, son application à la coextrusion gonflage est limitée. De plus, le besoin des liants pour assurer l'adhésion entre les couches est éliminé, ce qui améliore encore la recyclabilité des films. Ceci est particulièrement important pour l'économie circulaire, car cela simplifie le processus de recyclage en réduisant la complexité des matériaux. Cette recherche a également abordé la question critique de la stabilité du processus en développant des cartes de stabilité et en effectuant des analyses rhéologiques approfondies. Les premières étapes ont consisté à évaluer la stabilité de l'écoulement par coextrusion à plat, où les défis sont souvent aggravés lors de la coextrusion de polymères ayant des propriétés rhéologiques différentes. Après l'évaluation de la fenêtre de processabilité par coextrusion à plat, la présente étude fournit une analyse complète des paramètres requis pour assurer la stabilité lors de la coextrusion gonflage. Les paramètres critiques tels que le taux de gonflage (BUR) et le taux de tirage (TUR) jouent un rôle crucial dans l'obtention de films multicouches stables et sans défaut. Des cartes de stabilité ont été développées pour définir la processabilité et, en association avec l'analyse rhéologique, des fenêtres de processabilité optimales ont été déterminées. En résumé, cette thèse présente une étude approfondie de la conception, du développement et d'élaboration des films multicouches par une nouvelle technologie de filière gonflage. La capacité de produire des couches à l'échelle micro-nano avec une stabilité améliorée, des propriétés barrières et optiques améliorées et une meilleure recyclabilité représente une avancée significative dans la technologie des films multicouches. En se concentrant sur la réduction des coûts des matériaux et l'amélioration de la recyclabilité, le présent travail ouvre la voie à des matériaux d'emballage de nouvelle génération plus efficaces et plus respectueux de l'environnement.The present thesis was prepared in collaboration with CT-IPC as part of a “CIFRE Thesis” project focusing on the development and validation of an innovative blown coextrusion die technology, addressing a critical gap in the literature. While there already exists a large amount of research on cast coextrusion, blown coextrusion remains underexplored, especially for the production of films with a high number of layers. Achieving micro-nano-scale layer thicknesses, while maintaining layer integrity, has been especially difficult. The aim of this work is the design of a blown coextrusion die capable of producing films with improved barrier and optical properties, while also improving recyclability—a key challenge in the area of packaging materials. The novel die developed in this work allows the production of films with a high number of layers, and preserved layer integrity even in the micro-nano-scale, which could not be achieved with conventional die systems. Another key advancement of this die is its ability to increase the number of layers without extending the residence time, as no additional multiplier element is necessary. The risk of thermal degradation can thus be minimized. This innovative die technology can easily be combined with present cast coextrusion setups, making it versatile. These innovations not only enable the possibility of the creation of films with hundreds or even thousands of layers but also improve process stability. The new blown coextrusion die represents a promising solution for addressing many of the limitations imposed by conventional die technologies. A key part of the present study was to demonstrate that by using forced assembly coextrusion with the novel blown die, the barrier performance of multilayer films could be significantly improved without increasing the amount of the barrier polymer ethylene vinyl alcohol (EVOH). Although this strategy has been widely studied and validated in cast coextrusion processes, its application to blown film coextrusion has been limited. In addition, the need for tie layers to ensure adhesion is eliminated, further improving the recyclability of the films. This is particularly important for the circular economy, as it simplifies the recycling process by reducing the complexity of material synthesis. This research has also addressed the critical issue of process stability by developing stability maps and performing in-depth rheological analyses. The first steps involved assessing flow stability through cast coextrusion, where challenges are often compounded during coextrusion of polymers with different rheological properties. Following the evaluation of the processability window via cast coextrusion, the present study provides a comprehensive analysis of the parameters required to ensure stability during blown coextrusion. Critical processing parameters such as the blow-up ratio (BUR) and take-up ratio (TUR) play a crucial role in obtaining stable and defect-free multilayer films. Stability maps were developed to define processability and in association with rheological analysis, optimal processing windows were determined. In summary, this thesis presents a comprehensive investigation into the design, development, and processing of multilayer films using a novel blown coextrusion die. The ability to produce micro-nanoscale layers with enhanced stability, improved barrier and optical properties, and better recyclability represents a significant advancement in multilayer film technology.By focusing on reducing material costs and improving recyclability, the present study provides a breakthrough for next-generation packaging materials that are more efficient and environmentally friendly. The findings from this work have broad implications for industries seeking high-performance, sustainable packaging solutions, while also laying the foundations for future innovations in advanced multilayer materials
Styles of malséance in Georges Bataille, Jean Genet and André Pieyre de Mandiarges' narratives
No full textL'enjeu de cette thèse est de définir la notion de malséance en tant que catégorie stylistique, grâce à la lecture d'œuvres en prose narrative de Georges Bataille, Jean Genet et André Pieyre de Mandiargues. Cette démarche d'analyse comparatiste vise à appréhender l'écriture dans ce qu'elle présente d'inconvenant par rapport aux codes culturels, mimétiques et discursifs hérités d'un modèle classique. Il s'agit de confronter le style des trois auteurs aux normes qui président aux échanges interpersonnels harmonieux et au bien écrire, et d'interroger la congruence du dit et du dire dans des récits où abondent les représentations indécentes. Les styles de la malséance désignent une activité langagière dérangeante car sa littérarité et sa visée esthétique se heurtent aux bonnes manières du discours littéraire. Le projet des trois écrivains peut être compris comme une mise en application de certains concepts théorisés par Georges Bataille, et approché à partir de trois grandes entrées. La première nous amène à observer la diégétisation des textes, caractérisée par la stylisation scabreuse et sexuelle de leurs univers narratifs. Ensuite, il convient de poser le problème esthético-éthique de l'écriture et de son esthétique paradoxale, en examinant les caractères antidoxique, d'outrance et de désordre des textes. Enfin, il s'agit de saisir l'écriture obscène, dans la richesse sémantique du terme, en tant qu'exhibition médiatisée, stylistique de la dépravation et signalisation sinistre.This thesis tackles the task of defining he notion of malséance as a stylistic category, through a reading of narrative prose works by Georges Bataille, Jean Genet and André Pieyre de Mandiargues. This comparative analytical approach seeks to grasp writing in terms of what is improper or incongruent with the cultural, mimetic, and discursive codes inherited from classical models. The aim is to confront the style of the three authors with the norms governing harmonious interpersonal exchanges and the ideals of well-crafted writing, and to question the congruence between what is said and the way it is said in narratives where indecent representations abound. The styles of malséance refer to a disturbing linguistic activity whose literarity and aesthetic intent clash with the good manners of literary discourse. The three writers' project can be understood as an application of certain concepts theorized by Georges Bataille, and approached from three main angles. The first one is the diegetization of the texts, marked by the scabrous, sexual stylization of their narrative worlds. Next, we address the aesthetic-ethical problem of writing and its paradoxical aesthetic, by analyzing the texts' anti-doxical, outrageous and disorderly character. Finally, we'll examine obscene writing, in all its semantic richness, as mediated exhibition, stylistic depravity and sinister signalling
Surveillance de la Santé des Structures par Bruit Ambiant et Détection Acoustique Distribuée sur Fibre Optique Télécom
No full textCette thèse explore l’application des réseaux de fibres optiques télécom pour la surveillance de l’état de santé des structures en utilisant la détection acoustique distribuée (DAS). En transformant ces réseaux en un maillage dense de capteurs sismiques, l’objectif est d’étudier la dynamique vibratoire des ponts, des bâtiments et les interactions sols-structures. Après un état de l’art sur la dynamique des structures, l’analyse modale et les interactions sols-structures, un axe majeur de recherche est consacré à l’évaluation de la détectabilité des vibrations des bâtiments en milieu urbain dense. Cette étude combine des mesures expérimentales et des techniques analytiques pour approfondir la compréhension des phénomènes d’interaction sols-structures et explorer la faisabilité d’utiliser les réseaux de fibres optiques télécom pour un monitoring sismique à grande échelle. Les travaux incluent également le suivi du comportement dynamique des ponts dans la métropole lyonnaise à l’aide d’une fibre optique télécom de 24 km et le monitoring des déformations sous trafic de huit viaducs autoroutiers le long de l’A40. L’étude sur l’A40, s’appuyant sur les travaux de Rodet et al. (2024), applique la technologie DAS pour analyser les effets de propagation des ondes au sein des viaducs et caractériser leur comportement dynamique sous charges de trafic. Des analyses statistiques des taux de déformation induits par les véhicules lourds sont réalisées pour identifier des anomalies, fournissant ainsi des informations sur l’intégrité structurelle. Ces résultats sont complétés par un suivi ciblé des composants critiques, tels que les appuis, afin d’offrir une compréhension complète des réponses structurelles en conditions réelles. Enfin, la thèse explore le comportement vibratoire d’un bâtiment situé dans le quartier de la Part-Dieu à Lyon, en utilisant une fibre optique de 2 km de long, illustrant ainsi les capacités d’observation offertes par les réseaux télécom dans des environnements urbains complexes. Ces recherches pionnières soulignent le potentiel des fibres optiques télécom comme une solution innovante et scalable pour la surveillance à grande échelle de la santé des infrastructures, en tirant parti des réseaux préexistants pour le transfert de données.This thesis investigates the application of telecommunication fiber optic networks for structural health monitoring using Distributed Acoustic Sensing (DAS). By transforming these networks into dense seismic sensor arrays, it aims to analyze the vibrational dynamics of bridges, buildings, and soil-structure interactions. Following a comprehensive review of structural dynamics, modal analysis, and soil-structure interactions, a key focus is placed on evaluating the feasibility of detecting building vibrations in densely built urban areas. This research combines experimental measurements with analytical techniques to better understand soil-structure interaction effects and explore the scalability of DAS for urban seismic monitoring. The study further investigates the dynamic behavior of bridges within the Lyon metropolitan area, monitored using a 24 km-long telecommunication fiber, and the deformation of eight highway viaducts along the A40 motorway under traffic loads. The research on the A40, building upon Rodet et al. (2024), applies DAS technology to analyze wave propagation effects within the viaducts and characterize their dynamic behavior under heavy vehicle loads. Statistical analyses of strain rates induced by traffic are used to identify anomalies, offering insights into structural integrity. These findings are complemented by targeted monitoring of critical components, such as bearings, to provide a holistic understanding of structural responses under operational conditions. Lastly, the thesis explores the vibrational behavior of a building in Lyon's Part-Dieu district using a 2 km-long fiber optic segment, demonstrating the observational capabilities of telecommunication networks in complex urban settings. These pioneering efforts underline the potential of DAS as an innovative and scalable solution for large-scale structural health monitoring, leveraging the pre-existing infrastructure of telecommunication fiber optic networks
Analysis of the functions of SWI/SNF complexes in the regulation of chromatin organisation and the activity of cis-regulatory elements of the embryonic stem cell genome
No full textLes trois complexes de la famille BAF, cBAF, PBAF et ncBAF, sont des remodeleurs de la chromatine qui contrôlent l'accessibilité, l'organisation et l'activité transcriptionnelle des éléments cis-régulateurs (CRE). Toutefois, les spécificités fonctionnelles de chacun de ces complexes sont encore mal caractérisées. Dans cette étude, nous mettons en évidence le rôle central de cBAF dans l'assemblage du complexe de pré-initiation (PIC), en particulier lors du recrutement des facteurs TBP et TFIIA, et décrivons l'environnement nucléosomal et subnucléosomal dans lequel ce processus s'inscrit. Nous montrons qu'aux promoteurs et aux enhancers dépourvus de TATA box, le PIC s'assemble sur un ADN nu, tandis qu'en présence d'un motif TATA, son assemblage débute dans un contexte chromatinien intermédiaire, où l'ADN reste partiellement associé à des histones au sein de nucléosomes fragiles ou de particules subnucléosomales. Parmi les trois complexes, seul le complexe cBAF intervient dans le remodelage de la chromatine et la formation du PIC, avec des spécificités selon le type de CRE : aux promoteurs, BRG1 et SMARCB1 participent à la régulation de l'architecture chromatinienne, tandis qu'ARID1A contrôle plus spécifiquement la formation du PIC ; aux enhancers en revanche, ces trois sous-unités sont conjointement requises pour la régulation de ces deux aspects du contrôle transcriptionnel. Par ailleurs, nous démontrons également que sur le long terme, les pertes de fonction des trois complexes BAF altèrent sévèrement la pause de la pol II, probablement de manière indirecte via la dérégulation de régulateurs de la transcription. Enfin, nos résultats révèlent un rôle spécifique de certaines sous-unités de PBAF dans l'organisation de la chromatine au niveau des sites REST. Notre étude met ainsi en évidence des fonctions spécifiques de cBAF et PBAF dans le contrôle de la liaison des TF et de l'organisation nucléosomale et subnucléosomale de différents types de CRE.The three BAF family complexes, cBAF, PBAF and ncBAF, are chromatin remodelers that control the accessibility, organisation and transcriptional activity of cis-regulatory elements (CREs). However, the functional specificities of each of these complexes remain poorly characterised. In this study, we highlight the central role of cBAF in the assembly of the pre-initiation complex (PIC), particularly in the recruitment of the factors TBP and TFIIA, and describe the nucleosomal and subnucleosomal environment in which this process occurs. We show that at promoters and enhancers lacking a TATA box, the PIC assembles on histone-free DNA, whereas in the presence of a TATA motif, its assembly begins in an intermediate chromatin context, where the DNA remains partially associated with histones within fragile nucleosomes or subnucleosomal particles. Among the three complexes, only the cBAF complex is involved in chromatin remodeling and PIC formation, with specificities depending on the type of CRE: at promoters, BRG1 and SMARCB1 participate in the regulation of chromatin architecture, while ARID1A more specifically controls PIC formation; at enhancers, on the other hand, all three subunits are jointly required for the regulation of both aspects of transcriptional control. In parallel, we show that, in the long term, loss of function of the three BAF complexes severely alters RNA polymerase II pausing, likely indirectly through the deregulation of transcriptional regulators. Finally, our results reveal a specific role for certain PBAF subunits in chromatin organisation at REST binding sites. Altogether, our study highlights the specific functions of cBAF and PBAF in the control of TF binding and the nucleosomal and subnucleosomal organisation of different types of CREs
From digital data to value in healthcare organizations : a strategic reflection on the case of academic health centers
No full textLe big data (BD) en santé est présenté comme une source de création de valeur pour les systèmes et organisations de santé. Pour les hôpitaux, exploiter les données numériques générées dans le cadre des activités courantes est devenu un enjeu stratégique. Ceux-ci sont incités à investir dans le développement et le déploiement de capacités dédiées, prenant notamment la forme d’entrepôts de données de santé (EDS).Ces investissements permettent-ils de réaliser le potentiel de création de valeur prêté au big data hospitalier ? Dans cette recherche, nous explorons cette question en adoptant une perspective stratégique, avec un focus particulier sur les centres hospitaliers universitaires (CHU), qui sont à la pointe des innovations technologiques en santé. Nous analysons ainsi comment les stratégies d’analyse du big data (ABD) sont définies et déployées au sein des établissements de santé et quelles approches soutiennent le mieux la création de valeur à partir des EDS créés.Trois axes d’analyse structurent notre approche. Une étude de la portée (scoping review) décrit les étapes et composantes du chemin des données numériques vers la valeur dans les hôpitaux. Ensuite, une étude qualitative, basée sur 61 entretiens dans 5 CHU, examine le processus de planification des stratégies ABD guidant les investissements dans les EDS. Enfin, une étude en méthode mixte explore l’implémentation de ces stratégies, et identifie les conditions permettant aux EDS de réaliser leur potentiel.Malgré les bénéfices attendus, un écart significatif persiste entre le potentiel théorique du big data et la valeur effectivement créée du fait des multiples contraintes internes et externes impactant les stratégies ABD des CHU. Afin de faire baisser le niveau de risques des investissements réalisés, d’augmenter les capacités des EDS à délivrer des projets et d’ouvrir le champ de la création de valeur à un écosystème plus large que la simple communauté des CHU, nos résultats invitent à explorer des perspectives stratégiques complémentaires à celles mises en oeuvre. Nous soulignons l’importance de créer les conditions d’un alignement multi-niveaux au sein de l’écosystème en mobilisant les concepts de méta-stratégie et de méta-organisation.Big Data (BD) in healthcare is regarded as a potential source of value creation for health systems and organizations. For hospitals, utilizing digital data generated through routine activities has become a strategic imperative. These institutions are encouraged to invest in the development and deployment of dedicated capacities, particularly through the establishment of Health Data Warehouses (CDWs).Do these investments unlock the potential for value creation attributed to Big Data in hospitals? This research addresses this question from a strategic perspective, with a specific focus on academic health centers (AHCs), which are at the forefront of technological innovations in healthcare. We examine how Big Data Analytics (BDA) strategies are defined and deployed within healthcare institutions and identify which approaches most effectively support value creation from established CDWs.Our analysis is structured along three primary axes. First, a scoping review outlines the stages and components in the pathway from digital data to value creation in hospitals. Subsequently, a qualitative study, based on 61 interviews conducted in 5 AHCs, investigates the planning processes underlying BDA strategies that guide investments in CDWs. Finally, a mixed-method study examines the implementation of these strategies and identifies conditions enabling CDWs to achieve their potential.Despite anticipated benefits, a significant gap remains between the theoretical potential of Big Data and the actual value created due to various internal and external constraints affecting BDA strategies in AHCs. To mitigate investment risks, enhance CDWs' capacity to deliver projects, and broaden the value-creation ecosystem beyond the AHC community, our findings encourage exploration of strategic perspectives that complement those currently adopted. We highlight the importance of fostering multi-level alignment within the ecosystem by leveraging the concepts of meta-strategy and meta-organization
In situ characterization of zeolites using LIBS-infrared spectroscopy coupling : towards hydrogen quantification.
No full textLe stockage de l'hydrogène est un enjeu majeur pour la transition énergétique. Une des voies possibles pour réaliser de manière efficace un tel stockage consiste à exploiter les propriétés des zéolithes. Les capacités de stockage doivent pouvoir être vérifiées en utilisant des techniques validées. Dans cette thèse, nous avons testé la cohérence des résultats sur cette capacité de stockage obtenues par spectroscopie infrarouge (IR) et par LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy). Plutôt que tester directement le stockage de H2 qui présente des difficultés expérimentales importantes, nous avons plutôt choisi de stocker l'hydrogène dans les zéolithes en adsorbant les molécules hydrogénées telles que la pyridine (C5H5N), l'ammoniac (NH3) et l'eau (H2O). La LIBS est une technique de caractérisation peu destructive basée sur les propriétés d'un plasma thermique produit par impulsion laser. La spectroscopie IR est une technique très utilisée pour la caractérisation des sites surfaciques des zéolithes. Expérimentalement, nous avons développé une plateforme LIBS-IR permettant de coupler la LIBS à la spectroscopie IR in situ. Avec la spectroscopie IR, nous avons quantifié les groupements OH zéolithique, les sites de Lewis et de Bronsted des zéolithes MFI (Mobil-FIve) et FAU (FAUjacites). Avec la LIBS picoseconde, nous avons mesuré le rapport Si/Al de la zéolithe FAU non activée. Avec la LIBS nanoseconde, nous avons mesuré les rapports Si/Al de la zéolithe FAU non activée, activée et/ou chargée en pyridine, ammoniac ou eau. Compte tenu des incertitudes, les rapports Si/Al obtenus sont cohérents avec les résultats donnés par la RMN et le fabriquant (UOP). Avec la LIBS et la spectroscopie IR, nous avons mesuré les rapports H/Al et les concentrations de H totales dans la zéolithe FAU activée et/ou chargée en molécules hydrogénées. Compte tenu des incertitudes, les rapports de H/Al et les concentrations de H déterminées par spectroscopie IR et par LIBS sont proches pour la zéolithe FAU activée et la zéolithe FAU activée et chargée en pyridine. Pour la zéolithe FAU chargée en ammoniac, il apparait qu'on ne quantifie probablement pas toutes les formes d'ammoniac avec la spectroscopie IR. Pour la zéolithe FAU chargée en eau, il apparaît que le plasma formé par LIBS désorbe l'eau de la pastille et cette eau est vraisemblablement adsorbée par les parois de la cellule.Hydrogen storage is a major issue for the energy transition. One of the possible ways to achieve such storage efficiently is to exploit the properties of zeolites. Storage capacities must be verifiable using validated techniques. In this thesis, we tested the consistency of the results on this storage capacity obtained by infrared spectroscopy (IR) and by LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy). Rather than directly testing H2 storage, which presents significant experimental difficulties, we have instead chosen to store hydrogen in zeolites by adsorbing hydrogenated molecules such as pyridine (C5H5N), ammonia (NH3) and water (H2O). LIBS is a low-destructive characterization technique based on the properties of a thermal plasma produced by laser pulse. IR spectroscopy is a widely used technique for the characterization of surface sites in zeolites. Experimentally, we have developed a LIBS-IR platform for coupling the LIBS and IR spectroscopy in situ. Using IR spectroscopy, we quantified the Lewis and Bronsted sites of the zeolites MFI (Mobil-FIve) and FAU (FAUjascites). With the picosecond LIBS, we measured the Si/Al ratio of unactivated FAU zeolite. With the nanosecond LIBS, we measured the Si/Al ratios of the unactivated, activated and/or pyridine, ammonia or water zeolite FAU. Taking into account the uncertainties, the results obtained are consistent with the results given by the NMR and the manufacturer (UOP). With LIBS and IR spectroscopy, we measured the H/Al ratios and total H concentrations in FAU zeolite activated and/or charged in hydrogenated molecules. Taking into account uncertainties, the H/Al ratios and H concentrations determined by IR spectroscopy and LIBS are close for activated FAU zeolite and pyridine-charged activated FAU zeolite. For the FAU zeolite charged with ammonia, it seems that not all forms of ammonia are quantified by IR spectroscopy. For the water-charged FAU zeolite, it seems that the plasma formed by LIBS desorbs the water of the pellet that may be adsorbed by the walls of the cell
A Monte Carlo model for a helical tomotherapy treatment system : implementation and applications
No full textLe calcul Monte Carlo est considéré comme la méthode de référence pour les applications médicales dans le calcul de transport des particules (radiothérapie, imagerie moléculaire). Au cours des six dernières années, une équipe du CRCT a développé un modèle Monte-Carlo (GAMMORA) d'un accélérateur linéaire (TrueBeam, Varian, Palo Alto, CA) couramment utilisé en radiothérapie. Ce modèle est basé sur la plateforme open source Geant4/GATE et permet le calcul de la distribution de dose pour des plans simples ou complexes. Le modèle a été utilisé pour plusieurs études telles que l'évaluation du facteur d'ouverture du collimateur (FOC) en condition stéréotaxique ou de l'effet " interplay " en présence de mouvement de la cible. Le dernier développement a été d'entraîner des réseaux antagonistes génératifs (GAN, Generative Adversarial Network) pour générer des particules (en utilisant l'outil gaga), afin de remplacer les fichiers d'espace de phase volumineux. Dans ce contexte, la première étape de cette thèse consiste à intégrer un modèle de radiothérapie rotationnelle (Accuray Radixact) dans GATE/Geant4. Ce modèle comprend non seulement la géométrie de ces appareils, mais également leurs propriétés dosimétriques. Dans une deuxième partie, le modèle est validé par comparaison avec des mesures réalisées en champ statique à l'IUCT-Oncopole. Par la suite, les mouvements de l'accélérateur (rotation du bras, translation de la table de traitement et mouvement des lames du collimateur multi-lames) sont intégrés au modèle, qui est à nouveau validé par comparaison avec les mesures. En particulier un plan dynamique de référence est réalisé (Tomophant) et une application concernant la détermination de la dose absolue est présentée.Monte-Carlo methods are considered as the reference computation for medical applications that include a transport of ionizing particles (radiation therapy, molecular imaging). During the last six years, a CRCT team developed a Monte-Carlo model (GAMMORA) of a linear accelerator (TrueBeam, Varian, Palo Alto, CA) commonly used in Radiotherapy, based on the open source platform Geant4/GATE. This open source model allows computing the dose distribution for simple or complex plans and was used for several studies such as assessment of output factor correction in case of small fields or interplay effect in presence of target motion. The last development was to train a Generative Adversarial Network (GAN) to generate particles (using the gaga tool), to replace the large input files (phase space). In this context, the first step of this thesis involves integrating a rotational radiotherapy model (Accuray Radixact) into GATE/Geant4. This model includes not only the geometry of these devices but also their dosimetric properties. In the second part, the model is validated by comparison with measurements performed in static fields at the IUCT-Oncopole. Subsequently, the movements of the accelerator (gantry rotation, couch translation, and the binary multileaf collimator leaf movement) are included into the model, which is then revalidated by comparison with measurements. In particular, a reference dynamic plan is implemented (Tomophant) and an application about the absolute dose determination is presented
Yeast modeling and functional consequences of mitochondrial DNA mutations associated with pathologies
No full textL’adénosine triphosphate (ATP), une petite molécule riche en énergie, est chez les eucaryotes nonphotosynthétiques produite essentiellement dans la mitochondrie via le processus dit des oxydations phosphorylantes.Ce processus particulièrement complexe fait intervenir de nombreux systèmes, dont le complexe ATP synthase. Celui-ciutilise un gradient de protons de part et d’autre de la membrane mitochondriale interne pour synthétiser l’ATP à partird’ADP et de phosphate inorganique. L’ATP synthase comprend deux domaines fonctionnels, Fo et F1. Le Fo transportedes protons à travers la membrane interne et génère une énergie mécanique qui favorise via des changementsconformationnels la synthèse de l’ATP dans le F1. L’énergie chimique stockée dans l’ATP est mise à disposition desréactions cellulaires qui en ont besoin simplement par l’hydrolyse d’un de ses groupes phosphates.L’ATP synthase mitochondriale se distingue par une origine génétique mixte, une caractéristique très rare dansle monde eucaryote (seuls 4-5 systèmes enzymatiques la possèdent). Les gènes de structure de ses différentes sousunitésprotéiques (au nombre d’une petite vingtaine) sont en effet localisés en partie dans le noyau, tandis que les autressont portés par une petite molécule d’ADN présente dans la mitochondrie. Les sous-unités d’origine nucléaire sontsynthétisées dans le cytosol puis importées dans l’organelle, tandis que celles encodées par l’ADN mitochondrial sonttraduites à l’intérieur même de la mitochondrie. Du fait de cette compartimentation génétique, la biogenèse de l’ATPsynthase est un processus extrêmement complexe impliquant des centaines de facteurs nécessaires à la synthèse deses composants et leur oligomérisation.Des défauts génétiques dans la formation ou le fonctionnement de l’ATP synthase sont responsables demaladies chez l’homme qui affectent majoritairement les tissus et organes à forte demande énergétique, tels que lecerveau, le coeur et les muscles squelettiques. Ces maladies sont toujours en attente de traitements réellement curatifsmalgré de nombreux essais pharmacologiques utilisant des composés divers tels que des vitamines, des cofacteurs oudes intermédiaires du métabolisme énergétique. Du fait de ces difficultés, le laboratoire où j’ai effectué ma thèse, adéveloppé une approche consistant à modéliser chez la levure Saccharomyces cerevisiae des mutations à l’origine demaladies liées à l’ATP synthase. Grâce à son exceptionnelle capacité fermentaire, elle peut survivre à l’inactivation del’ATP synthase, et on peut à loisir y modifier par mutagenèse ses sous-unités, tant celles encodées dans le noyau quecelles d’origine mitochondriale (il n’est pour l’heure toujours pas possible d’introduire des mutations définies dans l’ADNmitochondrial humain). Il est à noter que les mutations pathogènes de l’ADN mitochondrial n’affectent souvent qu’unefraction des nombreux exemplaires de cet ADN (plusieurs milliers par cellule) de sorte qu’il est difficile d’en étudier lesconséquences fonctionnelles à partir de cellules de patients. La levure permet de s’affranchir de cette difficulté du fait deson incapacité à maintenir de manière stable des génotypes mitochondriaux différents au sein d’une même cellule.Tirant avantage de ces propriétés du système levure, j’y ai modélisé une dizaine de mutations trouvées dans legène mitochondrial ATP6 chez des patients présentant diverses atteintes neuromusculaires. Mon étude a permis deconclure que certaines de ces mutations ne sont que des polymorphismes neutres sans impact significatif sur la fonctionmitochondriale, tandis que d’autres ont montré des effets particulièrement délétères ne laissant aucun doute sur leurcaractère pathogène. De manière inattendue, les analyses ont révélé un mécanisme qui contribue à coordonnerl’expression des sous-unités nucléaires et mitochondriales de l’ATP synthase afin d’éviter l’accumulation d’intermédiairesd’assemblage potentiellement délétères.Adenosine Triphosphate (ATP), a small energy-rich molecule, is mainly produced in the mitochondria in nonphotosynthesizingeukaryotes though the oxidative phosphorylation process. This highly complex process depends onnumerous systems, including the ATP synthase complex. This enzyme exploits a proton gradient across the innermitochondrial membrane to synthesize ATP from ADP and inorganic phosphate. ATP synthase is composed of twofunctional domains, Fo and F1. The Fo carries protons across the inner membrane and generates mechanical energy thatpromotes ATP synthesis in the F1 through conformational changes. The chemical energy stored in ATP is made availableto cellular reactions as needed through hydrolysis of a phosphate group.Mitochondrial ATP synthase stands out due to its mixed genetic origin, a very rare characteristic in the eukaryoticworld (only 4 to 5 enzymatic systems share this trait). The structural genes encoding its different protein subunits(numbering about twenty) are indeed partially located in the nucleus, while others are carried by a small DNA moleculepresent in the mitochondria. Subunits with a nuclear origin are synthesized in the cytosol and then imported into theorganelle while those encoded by mitochondrial DNA are translated within the mitochondria itself. Due to this geneticcompartmentalization, the biogenesis of ATP synthase is an extremely complex process involving hundreds of factorsrequired for the synthesis of its components and their oligomerization.Genetic defects affecting the formation or function of ATP synthase are responsible for human diseases thatmainly affect organs and tissues with high-energy demands, such as the brain, heart and skeletal muscles. These diseasesstill await truly curative treatments despite numerous pharmacological trials using various compounds, such as vitamins,cofactors, or metabolic intermediates. Given these challenges, the laboratory where I conducted my PhD developed anapproach based on modeling ATP synthase-related disease mutations in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Thanks toits exceptional fermentative ability, it can survive ATP synthase inactivation, and it is possible to modify its ATP synthasesubunits at will, both those encoded in the nucleus and those of mitochondrial origin (it is actually impossible to insertspecific mutations into human mitochondrial DNA). It is worth noting that pathogenic mutations in mitochondrial DNA oftenaffect only a fraction of the numerous copies of this DNA (several thousand per cell), making it difficult to study theirfunctional consequences in patient-derived cells. Yeast overcomes this obstacle due to its inability to stably maintaindifferent mitochondrial genotypes within the same cell.Taking advantage of the properties of the yeast system, I modeled about ten mutations found in the mitochondrialATP6 gene detected in patients suffering from various neuromuscular disorders. My studies led us to conclude that someof these mutations are merely neutral polymorphisms with no significant impact on mitochondrial function, whereas othersexhibited particularly deleterious effects, leaving no doubt about their pathogenic nature. Unexpectedly, the analysesrevealed a new mechanism that contributes to coordinating the expression of nuclear and mitochondrial subunits of ATPsynthase to prevent the accumulation of potentially harmful assembly intermediates
Impact of the forest on the water behavior of the Lascaux cave massif, Dordogne (France)
No full textCette thèse vise à comprendre les interactions entre végétation et hydrogéologie à l’amont de la grotte de Lascaux, France. L’étude repose sur des mesures de flux de sève et de résistivité électrique, complétées par des données climatiques et de teneur en eau du sol et de la roche. Les résultats mettent en évidence des variations saisonnières des flux d’eau, ainsi que des réponses différenciées entre horizons superficiels et profonds, liées aux précipitations et aux périodes de sécheresse. La comparaison entre la résistivité électrique, les flux de sève et la teneur en eau révèlent des liens étroits entre dynamique des arbres et humidité du sol selon la localisation des arbres et la nature géologique du sol. L’abattage des arbres autour de la grotte a entraîné une baisse de l’évapotranspiration et une augmentation locale du contenu en eau du massif, des estimations de volumes d’eau et donc une hausse du débit à l’émergence. Les mesures journalières quant à elles, montrent l’influence de la couverture végétale et de la transpiration sur les variations de résistivité, avec un effet tampon sous les arbres. Des décalages temporels entre flux de sève et résistivité suggèrent des transferts profonds liés à l’activité racinaire. L’étude souligne l’impact des interventions forestières sur l’hydrogéologie souterraine, les limites liées aux conditions climatiques et aux corrections de température.This dissertation is part of a project aimed at understanding the interactions between vegetation and karst hydrogeology upstream the Lascaux cave, France. The study is based on field measurements of electrical resistivity in the soil and deep layers of the limestone massif and tree sap flow, complemented by climate and soil water content data. The results highlight seasonal variations in karst water flow, as well as differentiated responses between superficial and deep horizons, linked precipitation and drought cycles. Comparison between electrical resistivity, tree sap flow and water content reveal close links between tree dynamics and soil moisture depending on the location of the trees and the geological nature of the soil. Tree removal around the cave led to a decrease in evapotranspiration and a local increase in water content, confirmed by a decrease in karst resistivity and an increase in the discharge at emergence. Daily measurements show the influence of vegetation cover and transpiration on resistivity variations, with a buffering effect under the trees. Temporal lags between sap flow and resistivity suggest deep water transfers due to root activity. The study highlights the impact of forest management on underground hydrogeology as influenced by the effects of climatic conditions and temperature corrections of electrical resistivity
'Development of Behavioral Responses in Dreissena polymorpha for a Biomonitoring Application in the Reims Wastewater Treatment System'
No full textLes milieux aquatiques sont soumis à différentes pressions anthropiques dont le rejet de contaminants chimiques. Il est noté une augmentation de la présence de composés neuroactifs dans l'environnement (e.g. perturbateurs neuroendocriniens, produits pharmaceutiques), suscitant des préoccupations croissantes quant à la perturbation des comportements des organismes. Ce travail vise à mettre en place des méthodes basées sur du suivi vidéo pour mesurer des critères comportementaux (valvométrie, mobilité) chez une espèce très utilisée en biosurveillance des masses d’eau continentales : Dreissena polymorpha. Une attention particulière a été portée sur le choix des métriques, ainsi qu’une approche prenant en compte le caractère dynamique dans le temps du comportement. Les réponses comportementales au niveau individuel sont complémentaires du panel de biomarqueurs sub-individuels déjà bien connus chez la dreissène. La modulation du comportement de la dreissène a été évaluée en présence de stress chimiques en vue d’établir leur potentiel comme biomarqueurs. Il apparait que la fluoxétine, un inhibiteur sélectif de la recapture de la sérotonine, est particulièrement susceptible de modifier le comportement, tant concernant la mobilité que le comportement valvaire, en augmentant l’activité des organismes. De façon complémentaire, les travaux ont conduit au développement d’un dispositif permettant une application de ces réponses en biosurveillance in situ selon une méthodologie qui permettra une application sur les systèmes particuliers que sont les zones de rejets végétalisées et tout particulièrement celle du Grand Reims (AZHUREV).Aquatic environments are subject to various anthropogenic pressures, including the release of chemical contaminants. An increase in the presence of neuroactive compounds in the environment (e.g., neuroendocrine disruptors, pharmaceuticals) has been observed, raising growing concerns about their potential to disrupt organism behaviour. This study aims to develop video-based methods to assess behavioural parameters (valvometry, mobility) in Dreissena polymorpha, a species widely used for biomonitoring freshwater bodies. Particular attention was given to the selection of relevant metrics and an approach that considers the dynamic nature of behaviour over time. Individual behavioural responses complement the well-established set of sub-individual biomarkers already known in Dreissena polymorpha. Behavioural modulation in response to chemical stressors was evaluated to determine its potential as a biomarker. Fluoxetine, a selective serotonin reuptake inhibitor, appears to be particularly likely to alter behaviour, affecting both mobility and valve activity by increasing organism activity. Additionally, this work led to the development of a device enabling the in situ application of these behavioural responses for biomonitoring, following a methodology designed for specific systems such as vegetated discharge areas, with a particular focus on the Grand Reims site (AZHUREV)