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Lier les changements structurels et fonctionnels dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge au stade présymptomatique
No full textCette thèse doctorale examine les interactions fines entre la structure rétinienne et la fonction visuelle chez des individus à risque de développer une dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA), principale cause de perte de vision chez les personnes âgées. Le stade avancé de la DMLA sèche, forme la plus courante, reste incurable et une détection précoce est donc essentielle. Ce travail se concentre sur la DMLA présymptomatique, un stade non diagnostiqué médicalement mais caractérisé par des altérations anatomiques précoces détectables uniquement par imagerie rétinienne à haute résolution. Ces sujets présentent un risque accru de progression. L'hypothèse centrale est que de petits drusens fovéolaires, dépôts extracellulaires liés à l'apparition de la DMLA, entraînent des altérations détectables de la vision de haute acuité. Un protocole récent d'imagerie se basant sur la direction du regard a permis d'identifier précisément ces drusens et d'en extraire position et taille. Cette approche a été utilisée pour la première fois afin d'établir un lien structure-fonction. Un axe majeur de la thèse porte sur les FEM (Fixational Eye Movements), les micro-mouvements oculaires involontaires durant la fixation. Ceux-ci ont été mesurés à l'aide d'outils d'imagerie rétinienne de pointe, dont un Adaptive Optics Flood Illumination Ophtalmoscope (AO-FIO) développé par l'ONERA et modifié pour devenir un eye-tracker d'une très grande précision. Les enregistrements haute vitesse haute résolution et sans distorsion ont permis d'analyser avec finesse les composantes des FEM : microsaccades, drift et microtremor, ce dernier rarement étudié en raison des exigences techniques élevées. Les résultats révèlent que les microsaccades, le drift et la stabilité de fixation ne sont pas impactés par le vieillissement normal en l'absence de drusens, clarifiant des résultats antérieurs contradictoires. En revanche, une diminution significative du tremor avec l'âge a été observée. Il a aussi été remarqué que son amplitude augmente lors de tâches nécessitant une haute acuité visuelle chez les sujets âgés, suggérant un mécanisme compensatoire. Chez les individus atteints de DMLA présymptomatique, des différences significatives sont observées dans l'amplitude des microsaccades, le drift et la stabilité de fixation par rapport aux sujets jeunes et âgés contrôles. Un lien fort a été établi entre la centralité des drusens et l'amplitude accrue des microsaccades. La thèse évalue également la possibilité d'identifier ces altérations avec des eye-trackers plus accessibles. Si la précision était insuffisante pour caractériser le drift et le tremor, les microsaccades restaient discriminantes entre sujets avec ou sans drusens. De plus, les performances à des tests d'hyperacuité se sont révélées sensibles à la présence de drusens, avec une forte corrélation entre leur surface totale et les seuils mesurés. Ces résultats approfondissent la compréhension des changements visuels associés au vieillissement normal et pathologique, en fixation passive comme active. Cliniquement, ils suggèrent que les caractéristiques des FEM pourraient constituer des biomarqueurs fonctionnels précoces de la DMLA. Enfin, ils ouvrent la voie à l'utilisation d'outils plus accessibles comme les eye-trackers grand public et les tests psychophysiques, contribuant à une détection fonctionnelle précoce de la DMLA. Ce travail interdisciplinaire allie sciences de la vision, ophtalmologie et imagerie rétinienne afin de mieux comprendre et caractériser les prémices fonctionnels de la maladie.This doctoral thesis investigates the subtle interactions between retinal structure and visual function in individuals at risk for age-related macular degeneration (AMD), a leading cause of vision loss in older adults. The late stage of dry AMD, the most common form of the disease, is currently incurable; thus, earliest possible detection is critical. This work focuses on presymptomatic AMD, a stage during which individuals are not yet medically diagnosed but exhibit early anatomical changes detectable only through high-resolution retinal imaging. These individuals are statistically at greater risk of progression. The novel hypothesis is that small foveal drusen, subretinal deposits of extracellular material linked to AMD onset, cause detectable changes in high-acuity vision. From a methodological standpoint, a recent gaze-dependent imaging protocol was used to detect small drusen and extract precise information about their position and size. This method was applied for the first time to link visual functions to retinal structure. A key focus of the thesis is on fixational eye movements (FEM), small involuntary movements occring during visual fixation. They were measured using cutting-edge retinal imaging tools enabling high-precision, non-invasive tracking. Specifically, a research-grade Adaptive Optics Flood-Illumination Ophthalmoscope (AO-FIO), developed at aerospace research lab ONERA, was converted into one of the most precise existing eye-trackers. High-speed high-resolution distortionless recordings of ocular dynamics allowed fine characterization of FEM components, including microsaccades, drift, and microtremor, the latter rarely studied due to stringent tracking requirements on precision. Thanks to these methodological advances, several findings emerged. First, microsaccades, drift, and overall fixation stability were unaffected by drusen-free aging, resolving conflicting prior evidence. On the other hand, tremor showed significant age-related attenuation. Tremor was also found to increase in amplitude in aged subjects during high-acuity tasks, suggesting a compensatory mechanism and offering novel insight into its unknown function. Finally, statistically significant differences in microsaccade amplitude, drift, and fixation stability were observed in individuals with presymptomatic AMD compared to young and age-matched controls. A compelling finding correlated centrality of the drusen with increasingly larger microsaccades.Given limited accessibility of advanced imaging systems, the thesis also evaluated whether these findings could be replicated using more widely available eye-trackers and psychophysical tasks .As expected, eye tracking precision was considerably worse, making a reliable drift and tremor characterization impossible. However, microsaccade amplitudes still showed statistical differences between control and drusen subjects. Additionally, hyperacuity test performance was sensitive to the presence of drusen, and a strong correlation was found between total foveal drusen area and hyperacuity thresholds. From a vision science perspective, these results enhance understanding of visual changes during normal and pathological aging in both passive and active fixation. Clinically, they demonstrate the potential for FEM characteristics as sensitive functional markers for early retinal changes in presymptomatic AMD. It also opens up the possibility of also using more accessible tools such as widespread eye trackers and psychophysical tests. This work integrates vision science, ophthalmology, and retinal imaging to better understand how aging affects visual function and to characterize the subtle functional transition towards AMD
Ethnography of school socializations of allophone students in migratory situations : teaching and learning school by body and heart
No full textÀ partir d’une sociologie dispositionnaliste et contextualiste, cette thèse analyse les socialisations scolaires d’élèves allophones nouvellement arrivé·es en France. Dôté·es d’un patrimoine de dispositions pluriel et dynamique – au regard de leurs socialisations dans leurs pays d’origine et d’accueil, ainsi que de leur position dans les rapports sociaux de classe, de genre et de race – ces élèves incorporent et habitent inégalement les normes scolaires après leur migration. Déployée dans un lycée, un collège et deux écoles primaires, cette enquête ethnographique s’appuie sur des observations, des entretiens ainsi que des productions et documents scolaires. Tout d’abord, nous proposons une analyse intra-individuelle de dix portraits d’élèves dont les âges, les sexes, les origines migratoires et sociales varient. En plus d’éclairer des scolarités inégales et complexes, ces portraits font ressortir les variations, les transformations et les renforcements dispositionnels opérés par les élèves à l’école, pour s’ajuster (ou non) aux exigences professorales. Ensuite, nous réalisons une analyse inter-individuelle afin d’explorer l’enveloppement scolaire visant à façonner et gouverner les élèves allophones selon un processus multidimensionnel : spatial, temporel, langagier, corporel et émotionnel. Cependant, ces élèves réagissent inégalement à ces normes scolaires, en fonction de leur passé incorporé ainsi que de leurs socialisations amicale et familiale. In fine, l’étude des socialisations scolaires du public allophone reflète, en filigrane, les enjeux politiques et éducatifs qui se nichent derrière l’accueil et la prise en charge, par l’école, des enfants et jeunes en situation migratoire.Based on a dispositionalist and contextualist sociology, this thesis analyses the school socialization of allophone students who have recently arrived in France. Endowed with a plural and dynamic set of dispositions - in terms of their social class, gender and race, as well as their socialization in their country of origin and in France - these students incorporate school norms unequally after their migration. The ethnographic study, which was carried out in four primary and secondary schools, was based on on-site observations, interviews and school productions and documents collected during the immersion. Based on an intra-individual analysis, we present ten portraits of students of varying ages, sexes and migratory and social origins. As well as shedding light on unequal and complex school socialization, these portraits highlight the variations, transformations and dispositional reinforcements that students undergo at school, enabling them to (dis)adjust to school norms. The inter-individual analysis makes it possible to explore the school envelopment aimed at shaping and governing allophone students in a multidimensional process: spatial, temporal, linguistic, bodily and emotional. In addition, these students receive school norms unevenly, depending on their incorporated background and their socialization by peers and family. More broadly, the study of school socializations of allophone students reflects, in a subtle way, the political and educational issues that lie behind the integration, by school institution, of children and young people in migratory situations
Déterminants et impacts des stratégies des agriculteurs français contre les risques climatiques
No full textCette thèse examine les liens entre agriculture et changement climatique à travers le prisme des comportements d'adaptation et de protection. Chaque chapitre illustre un exemple de ce type de lien chez des agriculteurs français, en combinant une analyse microéconométrique et théorique. Le premier chapitre explore les impacts et déterminants de l'assurance récolte en France. Il montre que les agriculteurs qui s’assurent ont tendance à augmenter leurs revenus en raison de changements dans leurs comportements de production : protégés contre les risques, ils peuvent en effet se permettre d’adopter des pratiques à la fois plus risquées et plus lucratives. La deuxième conclusion majeure de ce chapitre est que les agriculteurs qui s’assurent le plus ont tendance à bénéficier le moins de l’assurance, ce qui met en évidence une forme de sélection négative (et non sélection adverse) liée à des barrières informationnelles et non monétaires. Le deuxième chapitre adopte le point de vue des compagnies d’assurance et s’interroge sur les discriminations tarifaires de l’assurance récolte à l’encontre des agriculteurs biologiques. À travers le concept de justice actuarielle, il montre que les agriculteurs bio ont tendance à payer leur assurance plus cher que ne le justifie leur niveau de risque. Cela rend l’outil moins attractif pour ceux qui souhaitent se convertir au bio, et pourrait potentiellement freiner la transition. Enfin, le troisième chapitre s’intéresse aux effets de la principale politique de réduction des pesticides en France : le programme DEPHY. Il s’agit d’une politique informationnelle reposant sur la mise en place de fermes modèles subventionnées, censées promouvoir les pratiques agroécologiques par l’exemple. Le chapitre évalue à la fois l’efficacité propre du programme et les mécanismes économiques d’apprentissage social, en utilisant la politique comme un traitement. Sur le premier point, les effets sont modérés : une réduction significative, mais largement inférieure aux objectifs fixés par le gouvernement. Sur le second, les mécanismes d’apprentissage social apparaissent limités dans le cadre de cette politique : les agriculteurs apprennent principalement des fermes DEPHY directement, mais ne semblent pas transmettre ensuite les informations à leurs pairs.This thesis examines the links between agriculture and climate change through the lens of adaptation and protection behaviours. Each chapter illustrates an example of this type of link among French farmers, combining microeconometric and theoretical analysis. The first chapter explores the impacts and determinants of crop insurance in France. It shows that farmers who purchase insurance tend to increase their income as a result of changes in their production behaviour: protected from risk, they can afford to adopt practices that are both riskier and more profitable. The second major finding of this chapter is that the farmers who insure the most tend to benefit the least from insurance, highlighting a form of adverse selection due to informational and non-monetary barriers.The second chapter adopts the perspective of insurance companies and examines pricing discrimination in crop insurance against organic farmers. Using the concept of actuarial fairness, it finds that organic farmers tend to pay too much for their insurance relative to their actual risk. This makes the tool less attractive for farmers who consider converting to organic, and could potentially slow down the transition.Finally, the third chapter focuses on the effects of France’s main pesticide reduction policy: the DEPHY programme. This is an informational policy based on the establishment of subsidised model farms, designed to promote agroecological practices by example. The chapter evaluates both the effectiveness of the programme itself and the economic mechanisms of social learning, using the policy as a treatment. On the first point, the effects are moderate: a significant reduction, but well below the targets set by the government. On the second, social learning mechanisms appear limited in the context of this policy: farmers mostly learn directly from DEPHY farms, but do not seem to pass the information on to their peers
The health, well-being, and bodies activities programs in local public secondary education institutions : implementation processes, actors' logics of action, and choices of physical activities
No full textCette thèse explore les processus d'implantation de dispositifs « santé, bien-être et activités corporelles » dans quatre collèges d'Île-de-France. Ces dispositifs répondraient à des besoins perçus, contextuels et spécifiques qui amélioreraient positivement la santé et le bien-être notamment par l'usage d'activités corporelles. Ces dispositifs d'initiative locale (DIL) établiraient un environnement éducatif favorable à l'épanouissement des élèves.Cette recherche s'appuie sur les cadres théoriques de la sociologie de la traduction (Akrich, Callon et Latour, 1988) et des logiques d'action (Lahire, 1998) pour analyser le processus d'implantation de ces dispositifs en tenant compte des dynamiques internes à chaque contexte scolaire. Une méthodologie qualitative basée sur quatorze entretiens semi-directifs auprès d'enseignantes et de personnels de direction a permis d'identifier deux modes originels d'implantation : l'opportunisme caractérisé par une utilisation stratégique des opportunités pédagogiques libres et l'utilitarisme, fondé sur des observations concrètes comme la sédentarité ou le décrochage scolaire. Ces méthodes d'implantation ont évolué vers un mode d'implantation actuel par réalisme scolaire où les dispositifs répondent davantage aux besoins de santé et de bien-être psychologiques des élèves d'une ou deux classes de l'établissement.Les dispositifs s'articulent autour d'activités corporelles, en particulier des activités apaisantes comme le yoga, la relaxation et la respiration, perçues comme des outils pour améliorer la disponibilité cognitive et émotionnelle des élèves. Ces activités corporelles, souvent intégrées en début de cours, permettent de créer un sas de décompression favorable aux apprentissages. Elles traduisent une approche pédagogique globale, centrée sur un savoir-se ressentir.Les promotrices, toutes enseignantes expérimentées et engagées, ont intégré ces activités après en avoir testé les bienfaits dans leur vie personnelle. Leur implantation repose sur une progression discrète, favorisant une appropriation expérimentale quotidienne. Toutefois, ces dispositifs rencontrent des résistances. Trois trajectoires se dessinent : la disparition, l'enkystement ou l'enracinement. En somme l'implantation dépend d'une dynamique cyclique et itérative de maturation où les dispositifs se réinventent pour s'adapter aux évolutions des contextes et des acteurs.Cette recherche met ainsi en lumière l'importance des DIL comme leviers d'adaptation pédagogique. Ils témoignent d'une régénération continue des pratiques pédagogiques, visant à concilier les enjeux de santé, de bien-être et d'apprentissage tout en recomposant les métiers d'enseignant et d'élève au sein d'un système éducatif en transformation.This thesis explores the processes of implementing "health, well-being, and bodily activity" programs in four middle schools in Île-de-France. These programs are designed to address specific contextual needs and are believed to positively influence health and well-being, particularly through the use of bodily activities. These locally initiated programs (DIL) aim to create an educational environment conducive to the flourishing of students.This research is grounded in the theoretical frameworks of the sociology of translation (Akrich, Callon, and Latour, 1988) and logics of action (Lahire, 1998). It examines the implementation process of these programs, taking into account the internal dynamics specific to each school context. Using a qualitative methodology based on fourteen semi-structured interviews with teachers and school leaders, the study identifies two original modes of implementation: opportunism, characterized by the strategic use of free pedagogical opportunities, and utilitarianism, driven by concrete observations such as sedentary behavior or academic disengagement. Over time, these methods have evolved into a current mode of implementation termed school realism, which focuses more on addressing the psychological needs of one or two classes within the school.The programs center on bodily activities, particularly calming practices such as yoga, relaxation, and breathing exercises. These are perceived as tools to enhance students' cognitive and emotional readiness. Often integrated at the beginning of lessons, these activities create a decompression phase that supports learning. They reflect a holistic pedagogical approach focused on fostering self-awareness.The promoters of these programs, all experienced and dedicated teachers, incorporated these activities after personally experiencing their benefits. The implementation process relies on a discreet, experimental progression, allowing for daily integration. However, these programs face resistance. Three trajectories emerge: disappearance, stagnation, or rooting. Ultimately, the sustainability of these programs depends on a cyclical and iterative maturation process, where the programs continuously adapt to evolving contexts and actors.This research highlights the importance of locally initiated programs as levers for pedagogical adaptation. They represent a continuous regeneration of teaching practices, aiming to reconcile health, well-being, and learning challenges while reshaping the roles of teachers and students within an evolving educational system
Computational analysis of metabolic strategies in mycobacteria
No full textCette thèse explore les stratégies métaboliques qui sous-tendent la diversité phénotypique du genre Mycobacterium, en particulier les différences entre espèces à croissance rapide ou lente, ainsi qu’entre espèces pathogènes et non pathogènes. Ce genre comprend plus de 190 espèces de bactéries, dont certaines sont responsables de maladies humaines, comme Mycobacterium tuberculosis et M. leprae, tandis que d’autres sont environnementales et non pathogènes, comme M. smegmatis. Bien que leurs génomes soient globalement similaires, ces espèces présentent une diversité marquée de phénotypes de croissance. Nous visons à mieux comprendre les déterminants moléculaires de cette diversité, ainsi que les liens possibles entre métabolisme et pathogénicité. Cette compréhension est pertinente, dans un contexte où l’émergence de résistances aux antibiotiques demande de nouvelles approches thérapeutiques. Nous avons utilisé la modélisation métabolique à l’échelle du génome pour comparer les capacités métaboliques de différentes espèces mycobactériennes. Après évaluation des modèles existants pour M. tuberculosis, le modèle iEK1011 2.0 a été sélectionné comme référence, suite à des analyses métaboliques de flux à l’aide de la reconstruction du métabolisme à l’échelle du génome. Une procédure de reconstruction semi-automatisée et reproductible a ensuite été développée à l’aide de l’outil CarveMe, permettant ainsi la création de nouveaux modèles métaboliques pour plusieurs espèces mycobactériennes. Cinq espèces représentatives ont été sélectionnées pour l’étude de leurs différences métaboliques: M. tuberculosis, M. marinum, M. abscessus, M. smegmatis et M. aromaticivorans. Les modèles reconstruits ont été validés à l’aide de données expérimentales issues d’expériences phénotypiques de croissance et de données cinétiques de la littérature. Les modèles validés ont permis d’analyser des différences de croissance selon diverses sources de carbone et d’azote. L’analyse comparative des réseaux a mis en évidence des différences fonctionnelles claires entre les espèces, notamment en ce qui concerne le métabolisme des sucres, la dégradation des acides aminés et l’assimilation de composés environnementaux variés. Les espèces environnementales, telles que M. smegmatis et M. aromaticivorans, présentent une plus grande diversité métabolique que les espèces pathogènes, ce qui reflète une adaptation à des niches écologiques plus variées. L’étude a également révélé que certaines sources de nutriments, comme la L-carnosine ou le D-fructose, permettent de distinguer des phénotypes rapides ou pathogènes, ouvrant la voie à la vérification de ces hypothèses par des expériences ciblées. Fait marquant, le modèle de M. aromaticivorans a permis de prédire la croissance de cette mycobactérie sur du CO2 comme unique source de carbone, en accord avec la présence dans le génome de gènes codant les sous-unités de la pyruvate:ferredoxine oxidoréductase. Dans l’ensemble, ce travail fournit un cadre pour l’étude fonctionnelle des mycobactéries à travers la modélisation métabolique, et propose de nouvelles pistes pour la recherche sur les mycobactéries. Les différences identifiées entre espèces pathogènes et non pathogènes, ainsi qu’entre celles à croissance lente ou rapide, offrent des perspectives pour le développement de stratégies antimicrobiennes ciblées ou d’applications environnementales.This thesis explores the metabolic strategies underlying the phenotypic diversity of the Mycobacterium genus, with a particular focus on differences between fast- and slow-growing species, as well as between pathogenic and non-pathogenic species. This genus includes more than 190 bacterial species, some of which are responsible for human diseases, such as Mycobacterium tuberculosis and M. leprae, while others are environmental and non-pathogenic, such as M. smegmatis. Although their genomes are globally similar, these species display a marked diversity of growth phenotypes. The goal of this work is to better understand the metabolic determinants of this diversity, as well as the possible links between metabolism and pathogenicity. This understanding is especially relevant in the context of emerging antibiotic resistance, which requires new therapeutic approaches.We used genome-scale metabolic modeling to compare the metabolic capacities of different mycobacterial species. After evaluating existing models for M. tuberculosis, the iEK1011 2.0 model was selected as a reference model for mycobacterial genome-scale metabolic reconstructions. A semi-automated and reproducible reconstruction procedure was then developed using the CarveMe tool, enabling the creation of new metabolic models for several mycobacterial species.Five representative species were selected to study their metabolic differences: M. tuberculosis, M. marinum, M. abscessus, M. smegmatis, and M. aromaticivorans. The reconstructed models were validated using experimental data from phenotypic growth assays and kinetic data from the literature. These validated models enabled the analysis of growth differences under various carbon and nitrogen sources. Comparative network analysis highlighted clear functional differences between species, particularly regarding sugar metabolism, amino acid degradation, and the assimilation of diverse environmental compounds. Environmental species, such as M. smegmatis and M. aromaticivorans, exhibited greater metabolic diversity than pathogenic species, reflecting adaptation to more varied ecological niches.The study also revealed that certain nutrient sources, such as L-carnosine or D-fructose, can distinguish between fast-growing or pathogenic phenotypes, opening the way for targeted experimental validation of these hypotheses. Notably, the model of M. aromaticivorans predicted the growth of this mycobacterium on CO₂ as a sole carbon source, consistent with the presence in its genome of genes encoding the subunits of pyruvate:ferredoxin oxidoreductase.Overall, this work provides a framework for the functional study of mycobacteria through metabolic modeling and proposes new avenues for research on these organisms. The differences identified between pathogenic and non-pathogenic species, as well as between fast- and slow-growing ones, offer perspectives for the development of targeted antimicrobial strategies or environmental applications
Elaboration of a polymer/ceramic hybrid electrolyte for all solid state batteries
No full textCette thèse s'inscrit dans l'essor de la technologie des batteries tout-solide, axée sur la mobilité électrique, et explore le développement d'électrolytes composites produits par extrusion. Ces électrolytes ont pour ambition de combiner les propriétés de conductivité ionique des céramiques en s'affranchissant des problèmes d'interfaces de ces dernières en les insérant dans une matrice polymère. L'évaporation par voie solvant, méthode usuelle d'élaboration, présente l'inconvénient de nécessiter d'importantes quantité de solvant pouvant être piégées dans l'électrolyte et de produire des résultats peu reproductibles. Pour résoudre cela, une méthode d'extrusion est proposée pour l'élaboration d'électrolytes à base de poly(oxyde d'éthylène). Ce procédé permet une dispersion homogène des céramiques micrométriques et peut être adapté afin de réduire la présence de porosités, artefact dans l'électrolyte. Ces travaux montrent que les céramiques actives de LATP et LAGP n'influencent que peu les propriétés physico-chimiques, l'interaction principale étant la formation de complexes entre le sel de lithium et la matrice polymère. La plastification des membranes améliore les dynamiques segmentaires et diminue les propriétés mécaniques qui restent malgré tout suffisantes tout en préservant la stabilité thermique des électrolytes. Les résultats obtenus par spectroscopie d'impédance ont montré que les propriétés intrinsèques de conductivité ionique des électrolytes composites pouvaient être améliorées selon le modèle de milieu moyen basé sur l'équation de Maxwell mais que la présence d'une résistance d'interface bloquante entre le polymère et la céramique rendait les particules isolantes, amenant les conductivités ioniques effectives à évoluer selon un modèle de tortuosité. Des modèles basés sur l'équation de milieu moyen de Maxwell ont été développés afin de déterminer les coefficients de diffusion ainsi que le nombre de transport du lithium des électrolytes composites. Ces modèles ont été confirmés par les mesures expérimentales pour l'électrolyte avec du LATP, qui améliore la diffusion cationique et diminue la diffusion anionique selon la tortuosité, résultant en une augmentation du nombre de transport du lithium avec le taux de LATP introduit. Cette augmentation du nombre de transport de lithium entraîne une amélioration de la conductivité spécifique et permet de compenser l'effet de la tortuosité engendrée par la dispersion des charges. En guise de perspective, des batteries LFP/El/Li-M ont été assemblées et cyclées et un procédé à plus grande échelle a été étudié. Ce procédé d'extrusion permet l'utilisation d'un profil de vis adapté à la dispersion de charges de taille nanométrique et limite l'apparition de pores dans la membrane. Les propriétés physico-chimiques et électrochimiques de ces électrolytes nouvellement produits ont par la suite été caractérisées, démontrant la viabilité de ce nouveau procédé.This thesis is part of the growth of all-solid-state battery technology focused on electric mobility, and it explores the development of composite electrolytes produced by extrusion. These electrolytes aim to combine the ionic conductivity properties of ceramics while overcoming their interfacial challenges by embedding them within a polymer matrix. Solvent evaporation, a common preparation method, has the disadvantage of requiring large amounts of solvent that may become trapped in the electrolyte, leading to poorly reproducible results. To address this, an extrusion method is proposed for the fabrication of poly(ethylene oxide)-based electrolytes. This process enables a homogeneous dispersion of micrometric ceramics and can be adapted to reduce the presence of porosities, an artifact in the electrolyte. The findings demonstrate that active LATP and LAGP ceramics have limited influence on the physicochemical properties, with the primary interaction being the formation of complexes between the lithium salt and the polymer matrix. Plasticization of the membranes enhances segmental dynamics and reduces mechanical properties that, nevertheless, remain sufficient while maintaining the thermal stability of the electrolytes. Impedance spectroscopy results have shown that the intrinsic ionic conductivity properties of composite electrolytes can be improved according to the mean-field model based on Maxwell's equation. However, the presence of a blocking interfacial resistance between the polymer and the ceramic renders the particles insulating, causing effective ionic conductivities to evolve following a tortuosity model. Mean-field models based on Maxwell's equation were developed to determine the diffusion coefficients as well as the lithium transference number of the composite electrolytes. These models were confirmed by experimental measurements for LATP electrolytes, which improve cationic diffusion and reduce anionic diffusion according to tortuosity, resulting in an increase in the lithium transference number with the LATP content. This increase in lithium transference number leads to improved specific conductivity and helps offset the tortuosity effect induced by particle dispersion. As a perspective, LFP/El/Li-M batteries were assembled and cycled, and an upscaled process was investigated. This extrusion process enables the use of a screw profile adapted for the dispersion of nanometric particles and limits pore formation in the membrane. The physicochemical and electrochemical properties of these newly produced electrolytes were then characterized, demonstrating the feasibility of this new process
Décryptage de la pathogénicité de variants de CDC42 identifiés dans des syndromes auto-inflammatoires
No full textLes SAI sont des maladies génétiques rares caractérisées par une inflammation systémique incontrôlée en l'absence d'infection. Ils sont causés par une dérégulation de l'immunité innée, souvent liée à des mutations affectant des voies inflammatoires telles que NF-κB, IL-1β et l'inflammasome. De récentes découvertes ont identifié de nouvelles mutations, notamment des variants C-terminaux de CDC42, associés à des phénotypes sévères regroupés sous le terme de syndrome NOCARH. En revanche, le variant N-terminal Y64C est associé au syndrome de Takenouchi-Kosaki, caractérisé par des traits dysmorphiques, un retard neurodéveloppemental, une macrothrombocytopénie et une inflammation modérée. CDC42, une GTPase de la famille RHO, régule des processus essentiels au fonctionnement immunitaire, notamment la dynamique du cytosquelette, l'adhésion, la migration, la polarité et le cycle cellulaire. La dérégulation des GTPases RHO est associée à des déficits immunitaires et à des maladies inflammatoires. Cette étude a examiné le rôle des variants de CDC42 dans les SAI, en se concentrant sur les anomalies du cytosquelette et des voies de signalisation. Le variant Y64C présente une localisation normale et aucune altération de la polymérisation de l'actine ni de l'activité NF-κB. À l'inverse, les trois variants C-terminaux montrent une accumulation aberrante au Golgi ou au noyau, une polymérisation réduite de l'actine et une phosphorylation et translocation accrues de NF-κB. La dépolymérisation de l'actine n'induit pas l'hyperactivation de NF-κB, suggérant des mécanismes indépendants. Des analyses complémentaires ont étudié le trafic ER-Golgi, le stress du réticulum endoplasmique (RE), l'activation de STING et la réponse aux interférons de type I dans des cellules de patients et des cellules THP-1 exprimant les variants de CDC42. Le variant récurrent R186C perturbe le transport ER-Golgi, provoquant un stress du RE et l'accumulation de STING via un transport rétrograde COPI défectueux, conduisant à une suractivation de STING et à une augmentation des ISG. Un profil similaire est observé avec 192C24, tandis que Y64C et C188Y, qui ne s'accumulent pas dans le Golgi, n'activent ni STING ni les ISG. Un variant hétérozygote T43I a été identifié dans la région N-terminale de CDC42. Bien qu'il n'affecte pas la localisation, le trafic ou les niveaux d'IFN-α, il déclenche une hyperactivation de l'inflammasome Pyrine, probablement via une affinité accrue de CDC42 pour le domaine B30.2 de la Pyrine, indépendamment de NLRP3. Ces résultats suggèrent que CDC42 agit comme régulateur positif de l'inflammasome Pyrine et révèlent un contrôle double impliquant RHOA et CDC42 dans la régulation de l'inflammation médiée par la Pyrine. La localisation des variants influence donc les mécanismes pathogéniques, soit en perturbant le trafic ER-Golgi et en activant STING, soit en modulant l'activité de l'inflammasome Pyrine. Les défauts du transport ER-Golgi et le stress du RE sont des éléments clés de la dérégulation immunitaire dans les variants de CDC42 piégés au Golgi, en cohérence avec les mutations des sous-unités COPI telles que COPA et COPZ1. Les pathologies liées à CDC42 et COPA partagent des défauts de transport rétrograde COPI, essentiels au maintien de l'homéostasie cellulaire et à la régulation immunitaire. Dans les cas COPA, ce défaut induit un stress du RE et active NF-κB et les voies des interférons de type I. Les niveaux élevés d'IFN-α chez les porteurs de CDC42-R186C sont corrélés à la sévérité de la maladie. Ces cas présentent une hyperactivation simultanée de NF-κB, d'IFN-α et de l'inflammasome Pyrine, suggérant la convergence de plusieurs cascades inflammatoires. Ces résultats soutiennent le développement de stratégies thérapeutiques combinées ciblant le trafic intracellulaire, l'hyperactivation de l'immunité innée et la régulation de l'inflammasome Pyrine, offrant des approches plus efficaces pour les patients atteints de SAI liés à CDC42.Autoinflammatory syndromes (AIS) are rare genetic disorders characterised by uncontrolled systemic inflammation in the absence of infection. They are caused by innate immune dysregulation, often due to mutations affecting inflammatory pathways such as TNF, NF-κB, IL-1β and the inflammasome. Recent discoveries have identified new mutations, including C-terminal CDC42 variants (R186C, C188Y, 192C24), associated with severe phenotypes collectively termed NOCARH syndrome. By contrast, the N-terminal Y64C variant is associated with the Takenouchi-Kosaki syndrome, characterised by dysmorphic features, neurodevelopmental delay, macrothrombocytopenia and mild inflammation. CDC42, a RHO family GTPase, regulates crucial processes for immune function, including cytoskeletal dynamics, adhesion, migration, polarity, and cell cycle progression. Dysregulation of RHO GTPase signalling has been linked to immunodeficiencies and inflammatory diseases, although the underlying mechanisms remain unclear. This study examined CDC42 variants' roles in autoinflammatory disorders, focusing on cytoskeletal and signalling abnormalities. The Y64C variant exhibited normal subcellular localisation and no alterations in actin polymerisation or NF-κB activity. Conversely, all three C-terminal variants showed aberrant Golgi/nuclear accumulation, reduced actin polymerisation and increased NF-κB phosphorylation and translocation. Interestingly, actin depolymerisation did not cause NF-κB hyperactivation, suggesting independent mechanisms. Subsequent analyses investigated ER-Golgi trafficking, ER stress, STING activation, and type I interferon responses in patient-derived and THP-1 monocytic cells expressing CDC42 variants. The recurrent R186C variant disrupted bidirectional ER-Golgi transport, causing ER stress and STING accumulation in the Golgi via defective COPI-mediated retrograde transport. This led to STING overactivation and increased expression of interferon-stimulated genes (ISGs). A similar pattern was observed in 192C24, while Y64C and C188Y, which did not accumulate in the Golgi, failed to activate STING or induce ISGs. A novel heterozygous T43I variant has been identified in the N-terminal region of CDC42. Although it does not affect localisation, trafficking, or IFN-α, it triggers Pyrin inflammasome hyperactivation, likely via enhanced CDC42 binding to the Pyrin's B30.2 domain, independently of NLRP3 activation. The findings indicate that CDC42 acts as a positive Pyrin inflammasome regulator, suggesting a dual system in which RHOA and CDC42 control Pyrin-mediated inflammation. The results demonstrate that CDC42 variant localisation exerts a significant influence on disease mechanisms, either by disrupting ER-Golgi trafficking and activating STING or by modulating Pyrin inflammasome activity. Furthermore, emphasis is placed on ER-Golgi trafficking defects and ER stress as pivotal immune dysregulation drivers in CDC42 Golgi-trapped variants, aligning with observations in COPI complex subunit mutations such as COPA and COPZ1. Both CDC42 and COPA-related diseases exhibit COPI-dependent retrograde transport defects, vital for cellular homeostasis and immune regulation. In COPA cases, this defect induces ER stress and activates NF-κB and type I interferon pathways. Notably, elevated IFN-α levels in CDC42-R186C carriers correlate with disease severity. These cases show concurrent hyperactivation of NF-κB, IFN-α, and Pyrin inflammasome pathways, suggesting multiple inflammatory cascades converge. Overall, these findings support developing combined therapeutic strategies targeting intracellular trafficking defects, innate immune hyperactivation, and Pyrin inflammasome regulation, potentially offering more effective treatments for AIS driven by CDC42 variants
Study of the ultimate performances of a compact clock with laser-cooled atoms
No full textCe manuscrit présente l'étude des performances ultimes d'une horloge micro-onde à atomes refroidis par laser. Cette horloge, nommée la MuClock, est entièrement intégrée et automatisée dans un volume de 0,7 m3. Son fonctionnement de principe est conçu autour de sa cavité sphérique en cuivre. Celle-ci est utilisée à la fois en tant que résonateur micro-onde pour interroger les atomes, et comme une sphère intégrante afin de générer un champ de lumière isotrope pour le refroidissement des atomes. La MuClock réalise une mesure de la fréquence de transition hyperfine de l'état 5²S1/2 du rubidium 87 à partir d'une séquence constituée de trois étapes distinctes. Premièrement, en utilisant les technologies de doublage de fréquence à 1 560 nm, 10 millions d'atomes sont refroidis à une température d'environ 70 μK par la méthode de refroidissement isotrope. Ensuite, on utilise la méthode de spectroscopie de Ramsey en appliquant deux impulsions micro-ondes séparées d'une durée effective de 40 ms pour interroger les atomes en chute libre dans la cavité. Enfin, environ 1,5 millions d'atomes sont détectés à mi-frange par absorption d'un faisceau lumineux vertical. Cette séquence d'environ 150 ms permet à la MuClock d'atteindre une performance en stabilité relative de la fréquence d'horloge entre 3 × 10−13 et 5 × 10−13 à 1 s et de 1 × 10−15 en moins de deux jours maintenu pendant plus d'un mois. L'objectif de cette thèse est d'évaluer le bilan d'exactitude de la fréquence d'horloge mesurée avec une incertitude totale inférieure à 5 × 10−14.Chacun des effets systématiques contribuant à décaler la mesure de fréquence d'horloge de la MuClock est étudié dans cette thèse. Le plus large d'entre eux, l'effet Zeeman quadratique, est corrigé en interrogeant les transitions magnétiques des atomes. Un autre effet que l'on ne peut pas mesurer en utilisant les atomes est l'effet de transitoires de phase, pour lequel un banc de mesure est spécifiquement conçu. Les mesures réalisées permettent d'optimiser la séquence d'horloge pour réduire la contribution de cet effet. Ce banc est également utilisé pour mesurer la variation de phase due à un changement de la taille de la cavité au cours de l'interrogation des atomes. Cet effet est supprimé en adaptant la méthode de chauffage de la cavité de la MuClock. Par ailleurs, une expérience d'imagerie par tomographie permet de mesurer la distribution spatiale des atomes et de la modéliser. Ce modèle est validé par des simulations numériques reconstruisant les signaux d'oscillations de Rabi et les franges de Ramsey de la MuClock. La distribution spatiale des atomes ainsi modélisée permet d'estimer plusieurs effets systématiques, comme les décalages par collisions entre atomes froids ou l'impact de la distribution spatiale de la phase du champ micro-onde. Cette distribution est modélisée à partir de simulations par éléments finis du mode de résonance de la cavité. Ces simulations sont également utilisées afin d'appréhender les biais possibles sur l'effet d'entraînement de fréquence de la cavité, dont la contribution est rendue négligeable en asservissant la fréquence de résonance de la cavité. Concernant les décalages de Ramsey et Rabi, ces effets sont mesurés à partir de spectroscopies de Ramsey de durées effectives variées. L'effet de rayonnement corps noir est évalué en considérant la géométrie spécifique de la MuClock. Enfin, on vérifie que des effets comme le décalage lumineux ou des phénomènes d'excitation hors résonance sont négligeables dans le bilan d'exactitude. Au terme de ces études, on peut définir l'exactitude d'une MuClock avec une incertitude de 1,3 × 10−14. Des mesures de fréquence d'horloge pour une MuClock contre les références de fréquence du Laboratoire Temps-Espace valident la fréquence d'horloge évaluée avec un écart de 4 × 10−15. Néanmoins, l'incertitude pour ces mesures est plus élevée, de l'ordre de 2,6 × 10−14.This manuscript presents the study of the ultimate performance of a microwave clock based on laser-cooled atoms. This clock, called MuClock, is fully integrated and automated within a volume of 0.7 m³. Its principle of operation is designed around its copper spherical cavity, which serves as both a microwave resonator and an integrating sphere to generate the isotropic cooling light field for the atoms. The MuClock measures the hyperfine transition frequency of the 5²S1/2 state of rubidium 87 using a sequence consisting of three distinct steps. First, by using 1,560 nm frequency doubling technologies, 10 million atoms are cooled to a temperature of about 70 µK through the isotropic cooling method. Next, the Ramsey spectroscopy method is used by applying two microwave pulses separated by an effective Ramsey time of 40 ms to interrogate the free falling atom cloud within the cavity. Finally, approximately 2 million atoms are detected through absorption of a vertical light beam. This sequence lasts about 150 ms and allows the MuClock to achieve a relative clock frequency stability performance of 3-5 × 10−13 at 1 second and 1 × 10−15 for over a month. The goal of this thesis is to assess the clock frequency accuracy budget with a total uncertainty of less than 5 × 10−14.Each of the systematic effects contributing to the frequency shift of the MuClock is studied in this thesis. The largest of these, the quadratic Zeeman effect, is corrected by probing the magnetic transitions of the atoms. Another effect that cannot be measured by using the atoms is the phase transient effect, for which a specific measurement setup has been designed. The measurements realized allow to optimize the clock sequence to reduce the contribution of this effect. This setup is also used to measure the dynamic end-to-end cavity phase shift during the interrogation of the atoms. This effect is eliminated by adjusting the MuClock's cavity heating method. Furthermore, a tomography imaging experiment is conducted to model the spatial distribution of the atoms. This model is validated by numerical simulations reconstructing the Rabi oscillation signals and Ramsey fringes of the MuClock. The spatial distribution of the atoms, as modelled, allows the estimation of several systematic effects such as the collisions between cold atoms or the distributed cavity phase shifts. This phase distribution is modeled from finite element simulations of the microwave resonance mode in the cavity. These simulations are also used to better understand the cavity pulling effect, whose contribution is made negligible by locking the cavity's resonance frequency. The Ramsey and Rabi pulling effects are measured using Ramsey spectroscopy with varying effective durations. The blackbody radiation effect is evaluated from measurements taken on atomic fountains. Finally, several effects, such as light shifts or off-resonance excitation phenomena are checked to ensure their contributions to the accuracy budget are negligible. At the end of these studies, we estimate that the accuracy of a MuClock can be defined with an uncertainty of 1.4 × 10−14 at best. Frequency measurements of the MuClock against the frequency references of the Laboratoire Temps-Espace validate the evaluated clock frequency with a deviation of less than 1 × 10−14. The uncertainty for these measurements is 3 × 10−14, which is the current MuClock accuracy
Résolution Collaborative de Problèmes dans le Contexte de l’Education non Formelle des Adultes : Les Liens Entre les Variables Individuelles, les Processus d’Equipe et le Flow
No full textLes compétences en résolution collaborative de problèmes (RCP) sont de plus en plus reconnues comme essentielles au XXIe siècle, en particulier face aux transformations rapides de la société, des technologies et du monde du travail. Malgré cette importance croissante, la RCP reste sous-développée dans l'éducation des adultes, notamment dans les environnements d'apprentissage non formels tels que les formations professionnelles. Le Chapitre 1 introduit le cadre théorique de cette thèse. Au cœur de cette base se trouve le modèle ‘Context-Input-Mediator-Output-Input'. En cohérence avec ce cadre, ce doctorat en cotutelle, mené à la KU Leuven et à l'Université de Lille, poursuit trois objectifs de recherche principaux : (a) concevoir et étudier une formation à la RCP adaptée à l'éducation non formelle des adultes ; (b) approfondir la compréhension et l'évaluation des processus d'équipe et des états émergents dans la RCP ; et (c) explorer comment les facteurs d'entrée individuels, tels que les traits de personnalité et les rôles en équipe, sont liés à ces médiateurs. Pour répondre au premier objectif, le Chapitre 2 présente une étude de cas sur la conception d'un module de formation à la RCP destiné aux adultes en contexte professionnel. Entre autres, cette formation met l'accent sur l'échec productif en tant que stratégie pédagogique, ainsi que sur l'intégration de solutions technologiques. Cette formation a également servi de contexte à la collecte de données pour les études suivantes. En lien avec le deuxième objectif, le Chapitre 3 explore comment les processus d'équipe (c'est-à-dire la première dimension des médiateurs) peuvent être analysés à l'aide de données audio et de diverses méthodes de traitement du langage et du signal. Le Chapitre 4 s'intéresse au team flow en tant qu'état émergent (c'est-à-dire la deuxième dimension des médiateurs), et examine plus spécifiquement sa relation avec le flow individuel et la motivation intrinsèque. Pour atteindre le troisième objectif, les études présentées dans les Chapitres 5 à 7 analysent les liens entre les facteurs d'entrée individuels et les médiateurs abordés dans les chapitres précédents. Plus précisément, le Chapitre 5 examine les relations entre les traits de personnalité et les rôles en équipe d'une part, et les liens entre ces rôles et les processus verbaux d'équipe d'autre part. Le Chapitre 6 approfondit cette thématique en étudiant la relation entre la personnalité et les interactions verbales lors d'activités de RCP. Enfin, le Chapitre 7 explore les liens entre la personnalité et le flow, à la fois individuel et collectif. Pour conclure, le Chapitre 8 propose une synthèse des principaux résultats de la thèse, suivie d'une discussion et de recommandations.Collaborative Problem-Solving (CPS) competencies are increasingly recognized as essential for the 21st century, particularly in response to rapid societal, technological, and workplace transformations. Despite this growing relevance, CPS remains underdeveloped in adult education, especially within non-formal learning environments such as professional training initiatives. Chapter 1 introduces the theoretical background for this thesis. Central to this foundation is the Context-Input-Mediator-Output-Input framework. Aligning with this this framework, this joint PhD project, conducted at KU Leuven and Université de Lille, pursues three main research aims: (a) to design and investigate CPS training tailored to non-formal adult education; (b) to enhance the understanding and assessment of team processes and emergent states in CPS; (c) and to explore how individual input factors, such as personality traits and team roles, relate to these mediators. To address the first research aim, Chapter 2 presents a design case study detailing the development of a CPS training module tailored for adult learners in professional settings. Among others, the training emphasizes productive failure as an instructional strategy along with technological solutions. This training also served as the context in which the data for the subsequent studies were collected. Addressing the second aim, Chapter 3 focuses on opportunities for mapping team processes (i.e., the first team mediator dimension) using audio data and various audio processing methods. Chapter 4 examines team flow as one of the team emergent states (i.e., the second team mediator dimension) and, more specifically, how it relates to individual flow and intrinsic motivation. To meet the third aim, the studies presented in Chapters 5 through 7, describe the relationships between team inputs and the team mediators discussed in the previous chapters within the context outlined in Chapter 2. More specifically, Chapter 5 discusses the relationships between personality and team roles on the one hand, and the links between these team roles and verbal team processes on the other. Chapter 6 builds on this by investigating the relationship between personality and verbal interaction during CPS. The final study, presented in Chapter 7, explores the relationships between personality and both individual and team flow in collaborative problem solving. Chapter 8 provides an overview of the main findings, followed by a discussion and recommendations
Thermal comfort and optimization of passive solar system by numerical simulation
No full textCette thèse concerne l’étude des performances thermiques d’un système solaire passif de type mur Trombe via des approches expérimentale et numérique. L’objectif est d’analyser l’impact des paramètres géométriques et de la composition de la paroi stockeuse dans différentes conditions climatique sur le comportement thermique d’un système mur Trombe.Un état de l’art détaillé sur les murs Trombe est réalisé afin d’identifier les indicateurs permettant d’évaluer leurs performances et de recenser les travaux expérimentaux et numériques existants.Un modèle numérique CFD est développé dans le but de simuler le comportement thermo-aéraulique d’un système mur trombe et d’en évaluer ses performances énergétiques.Une maquette expérimentale à échelle réduite est construite pour être utilisée en laboratoire afin notamment de valider le modèle CFD.Enfin, une analyse paramétrique expérimentale et numérique est menée afin d’étudier l’influence de divers paramètres géométriques tels que la configuration des ouïes, l’épaisseur de la lame d’air, ainsi que la composition de la paroi stockeuse sur les performances thermiques d’un système mur Trombe.Les résultats montrent que l’utilisation du béton cellulaire comme matériau stockeur et des ouïes obturées permet d’assurer le confort des habitants dans les conditions estivales et intersaisons. En condition hivernale, il n’est pas noté d’effet notable de l’épaisseur de la lame d’air et l’utilisation d’ouïes de taille réduite donne les meilleures performances thermiques.This thesis concerns the study of the thermal performance of a passive solar system of the Trombe wall type via experimental and numerical approaches. The objective is to analyze the impact of the geometric parameters and the composition of the storage wall in different climatic conditions on the thermal behavior of a Trombe wall integrating a room.A state of the art on Trombe walls is carried out in order to identify the indicators allowing the evaluation of their performances and to list the existing experimental and numerical works.A CFD numerical model is developed to simulate the thermo-aeraulic behavior of a trombe wall system and to evaluate its energy performance.A reduced-scale experimental model is built to be used in the laboratory, in particular for the validation of the CFD model.Finally, an experimental and numerical parametric analysis is conducted to study the influence of various geometric parameters such as the configuration of the vents, the thickness of the air gap, and the composition of the storage wall on the thermal performance of a Trombe wall system.The results show that the use of cellular concrete as a storage material and sealed vents ensures the comfort of residents in summer and inter-season conditions. In winter conditions, no significant effect of the thickness of the air gap is noted and the use of reduced-size vents gives the best thermal performance