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Composites poreux MOF/biopolymère contenant de l'oxyde de graphène pour la capture de gaz
No full textDepuis leur découverte, et en dépit de l'attention particulière portée aux MOFs (Metal Organic Frameworks), leur mise à l'échelle industrielle reste une opération délicate en raison de la difficulté de leur mise en forme ainsi qu'à leur faible stabilité chimique et thermique. Pour surmonter ces limitations, une stratégie efficace consiste à combiner les MOFs avec d'autres substrats permettant d'améliorer leur stabilité et leur mise en forme, les rendant ainsi plus adaptés aux applications pratiques. Dans ce contexte, HKUST-1, CPO-27 et UiO-66 ont été sélectionnés et façonnés avec succès grâce à leur combinaison avec du chitosane et/ ou de l'alginate pour développer des composites CS@HKUST-1, CS@CPO-27 et Alg@UiO-66 sous forme de billes et/ou de monolithes.Les microsphères hybrides obtenues, CS@ HKUST-1 et CS@CPO-27, ont montré une bonne cristallinité, une excellente porosité et des performances compétitives en adsorption de CO2. L'incorporation d'oxyde de graphène (GO) a également été étudiée et s'est révélée être une excellente option pour améliorer la stabilité hydrolytique des MOFs, augmenter les performances d'adsorption de CO2 et renforcer la stabilité mécanique des microsphères. Par ailleurs, l'alginate a été identifié comme une bonne alternative au chitosane pour mettre en forme facilement l'UiO-66 pré-synthétisé sous forme de microsphères composites et de monolithes avec une porosité ouverte. La même stratégie a été adaptée pour préparer Alg@NUS-6{UiO-66-SO3H} avec 5, 10 et 15 % de GO sous forme de microsphères composites avec des propriétés acides pour des tests futurs en adsorption et en catalyse hétérogène.Despite the great attention devoted to MOFs from their discovery up to now, their scaling up is still challenging due to difficulties in their processing and their low chemical and thermal stability. To address these issues, an effective strategy is to combine MOFs with other substrates found to enhance their stability and processability, and make them more suitable for practical applications. In this thesis work, HKUST-1, CPO-27, and UiO-66 were selected and successfully shaped through their combination with chitosan or alginate to develop CS@HKUST-1, CS@CPO-27 and Alg@UiO-66 under beads and/or monoliths forms. The obtained hybrid CS@HKUST-1 and CS@CPO-27 microspheres preserved most of the original physico-chemical properties of the MOFs, with respect to the content of chitosan, as well as comparable CO2 adsorption capacities. Graphene oxide incorporation was also investigated and found to be a great option to enhance MOF hydrolytic stability, and boost microspheres mechanical stability. Additionally, Alginate was found as a good alternative of chitosan to shape a pre-synthesized UiO-66 to form microspheres and monoliths with an open microporosity. The same strategy was adapted to prepare Alg-GO@NUS-6{UiO-66-SO3H} with 5, 10, and 15 % of GO as composite microspheres with strong Brønsted acidity for future tests in adsorption and heterogeneous catalysis
Ultrafast pure spincurrent transport through antiferromagnetic insulators
No full textFace à la demande croissante en matière de traitement, les technologies de l'information sont confrontées à la nécessité de manipuler des volumes de données toujours plus importants, plus rapidement et avec une meilleure efficacité énergétique.Dans ce contexte général, la compréhension fine des mécanismes de génération et de manipulation des courants de spin à des échelles de temps inférieures à la picoseconde ouvre de nouvelles perspectives pour relever ces défis technologiques. Parmi les solutions émergentes, les textures antiferromagnétiques suscitent un intérêt particulier en raison de leurs propriétés dynamiques remarquables avec notamment des résonances magnétiques dans la gamme de fréquences térahertz (THz). Par ailleurs, il a été démontré que des courants de spin de nature magnonique sans aucun courant de charge associé peuvent se propager efficacement dans ces isolants antiferromagnétiques, et ce sur de longues distances dans les monocristaux. Autrement dit, ces systèmes sont désormais reconnus comme des canaux de transport efficaces de l'information de spin. Néanmoins, si ces performances sont bien établies dans les régimes stationnaires jusqu'au GHz, de nombreuses questions restent ouvertes concernant le comportement des courants de spin dans les antiferromagnétiques à des échelles de temps ultracourtes, en particulier lorsqu'ils sont en résonance cohérente avec les modes THz propres à ces matériaux. C'est précisément l'objet de cette thèse qui est d'explorer le transfert de moment angulaire du spin dans des isolants antiferromagnétiques à des échelles de temps picoseconde et inférieures. L'un des défis majeurs de cette étude réside dans la difficulté à sonder directement la dynamique antiferromagnétique, du fait de l'absence d'aimantation nette dans ces matériaux. Pour contourner cet obstacle, notre approche expérimentale repose sur la mise en évidence de l'effet du réservoir antiferromagnétique (NiO, Cr₂O₃, BiFeO₃, etc.) sur la désaimantation ultrarapide d'une couche ferromagnétique adjacente, utilisée ici comme injecteur de spin, via des mesures magnéto-optiques résolues en temps (Tr-MOKE). En complément, nous montrerons comment le choix de certains matériaux antiferromagnétiques modèles nous permettent d'accéder à la dynamique intrinsèque des textures antiferromagnétiques.Dans ce manuscrit thèse, nous mettons en évidence la signature claire du transfert de moment angulaire de l'injecteur de courants de spin ferromagnétique vers les textures antiferromagnétiques isolantes. Ces résultats apportent ainsi une preuve directe du déclenchement d'une dynamique antiferromagnétique THz induite par un couple de transfert de spin ultrarapide ouvrant ainsi la voie à l'utilisation de ces matériaux pour la manipulation ultrarapide de l'information.The ever-growing demand for data consumption is driving new information technologies to process larger volumes of data at a faster rate and with lower energy costs.In this respect, mastering the underlying mechanisms of the generation and manipulation of spin currents at sub-picosecond timescales stands as an interesting playground to meet these challenges. On the other hand, antiferromagnetic textures look very attractive as they present several interesting features. Indeed, they offer appealing dynamical properties since their magnetic resonances directly lie in the THz range. Besides, it has been shown, that “magnonic-type” spin currents can be propagated in those antiferromagnetic insulators even over considerable distances in single crystals. In other words, it is nowadays well established that spin-information can be efficiently transported in these systems. However, even though this has been clearly evidenced in the DC and GHz regime, opened questions remain regarding spin current transport properties in antiferromagnets at picosecond timescales, i.e. when spin currents coherently match a specific antiferromagnetic THz resonance. This is the main objective of this thesis work in which we aim to study the transfer of spin angular momentum to antiferromagnetic insulators at picosecond and sub-picosecond timescales. Measuring directly the antiferromagnetic dynamics is a great challenge due to their intrinsic lack of net magnetization. To overcome this difficulty, our experimental approach consists in evaluating the effect of the antiferromagnetic reservoir (e.g. NiO, Cr₂O₃, BiFeO₃) on the ultrafast demagnetization of an adjacent ferromagnetic layer - acting here as a spin injector -, by performing time-resolved magneto-optical measurements (Tr-MOKE). We will also see how the appropriate use of model antiferromagnetic materials enables us to directly probe their intrinsic dynamics. Thus, in this thesis we will present the clear signature of spin-angular momentum transfer to the antiferromagnetic textures via the opening of an additional momentum dissipation channel providing evidence for the triggering of THz antiferromagnetic dynamics by ultrafast spin-transfer torque and paving the way for the use of these materials for ultrafast information manipulation
First measurement of the pygmy dipole resonance via neutron inelastic scattering at GANIL-SPIRAL2/NFS
No full textLa résonance pygmée est un ensemble d'états de basse énergie par rapport aux résonances géantes, qui émergent dans la réponse dipolaire électrique des noyaux riches en neutrons. Ces excitations sont situées autour des seuils d'émission de particules et épuisent un faible pourcentage de la réponse dipolaire électrique du noyau. Bien que plusieurs modèles théoriques prédisent l'existence de ces états, leur interprétation macroscopique d'une oscillation d'une peau de neutrons ainsi que leur structure fine restent débattus. L'étude de ce mode d'excitation exotique est donc cruciale pour mieux comprendre la structure nucléaire et tester les modèles. Cette thèse propose, pour la première fois, une étude de la résonance pygmée par diffusion inélastique de neutrons (n,n'), une sonde inédite avec une sensibilité complémentaire aux sondes précédemment utilisées pour ces études. L'expérience a été réalisée au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds, auprès de l'installation Neutrons For Science de SPIRAL2. Un faisceau de neutrons quasi-monoénergétique de 30,8 MeV a été envoyé sur une cible de cérium naturel afin d'étudier la résonance pygmée dans le ¹⁴⁰Ce. Les neutrons diffusés ainsi que les rayonnements γ émis ont été détectés grâce à, respectivement, l'ensemble MONSTER et l'ensemble PARIS. L'analyse des distributions angulaires des neutrons diffusés à partir des prédictions QRPA et DWBA a permis l'extraction de la force dipolaire et sa comparaison aux données expérimentales existantes ainsi qu'aux prédictions microscopiques.The pygmy dipole resonance (PDR) refers to a low-lying strength in the dipole response of nuclei, located around the neutron separation energy and associated with neutron excess in nuclei. As of today, the available experimental data do not provide an accurate picture of the fine structure of the PDR. These open questions on its structure convey a clear need for more experimental studies to pin down its nature and refine theoretical models. In experimental studies of the PDR via inelastic scattering, the so-called "multi-messenger investigation" shows a clear advantage to extract complementary information on its nature, depending on the probe used. The experiment presented in this manuscript fits into this context and offers, for the first time, a study of the PDR using a neutron probe. The experiment, dedicated to the study of the PDR in the ¹⁴⁰Ce via neutron inelastic scattering, took place in 2022 at the Neutrons For Science facility at GANIL-SPIRAL2. The 30.8 MeV quasi-monoenergetic neutron beams available at the facility, which are unique in terms of intensity, made this study possible. The PARIS and the MONSTER arrays were used for the γ ray and scattered neutron detection respectively. The detection setup offers very good timing characteristics and a high γ-ray efficiency in the PDR region. The analysis of the angular distributions of the scattered neutrons allowed for the extraction of the dipole strength, based on QRPA and DWBA predictions. The obtained results were then compared with other experimental studies with complementary probes and with microscopic predictions
Assessment of the performance of sargassum biochar for chlordecone sequestration and its impact, alone or combined with sargassum digestate, on West Indian soil fertility.
No full textLes Antilles françaises font face à deux crises majeures, à la fois environnementales, sanitaires et économiques : la contamination des sols par la chlordécone (CLD) et les échouages de sargasses. La CLD est un polluant organique persistant, largement utilisée dans les bananeraies, qui bien qu'interdite en 1993, reste toujours présente dans les sols et a contaminé d'autres compartiments environnementaux, comme les productions agricoles végétales et animales, exposant les populations locales à des risques sanitaires importants. Les sargasses, quant à elles, sont des algues brunes qui s'échouent massivement et de manière aléatoire aux Antilles depuis 2011. Lorsqu'elles s'accumulent sur le littoral et se dégradent, elles causent des dommages écologiques graves et présentent également des risques pour la santé humaine. Face à ces problématiques, véritables défis, une stratégie combinée de remédiation a été proposée. Celle-ci vise à valoriser les sargasses par pyrolyse pour produire du biochar (BC), une matrice carbonée de séquestration. Dans ce cadre, le biochar de sargasses (BCS) a été étudié comme une solution potentielle pour la remédiation des sols contaminés aux Antilles. Les recherches ont d'abord évalué l'impact des conditions d'application du BCS sur la disponibilité environnementale de la CLD dans des sols contaminés. Les résultats ont montré une réduction significative de cette disponibilité lorsque des paramètres optimaux étaient respectés, notamment en termes de dose, de taille des particules et de temps de maturation. Ensuite, l'efficacité du BCS a été étudiée sur la biodisponibilité de la CLD chez les poules pondeuses et les porcelets. Une diminution significative a été observée dans ces deux espèces, bien que les niveaux de contamination dans les œufs soient restés supérieurs aux limites maximales de résidus (LMR). Enfin, l'impact du BCS sur la fertilité des sols antillais a été analysé à travers des suivis d'incubation sur plusieurs mois, seul ou combiné avec du digestat de sargasses. Malgré une forte variabilité liée aux propriétés des sols, les résultats ont révélé une augmentation de la disponibilité des éléments minéraux ainsi que des modifications biologiques, affectant la diversité et la structure des communautés bactériennes ainsi que les activités enzymatiques. En conclusion, cette thèse a démontré, dans des conditions de laboratoire, que le BCS est capable de séquestrer efficacement la CLD dans les sols antillais, à condition que les niveaux de contamination initiaux restent inférieurs à 2 mg·kg⁻¹. Elle a également permis une première évaluation des effets du BCS sur la fertilité des sols antillais, révélant des interactions complexes et des impacts contrastés. Cependant, ces résultats ne constituent qu'une première étape, et des essais notamment en conditions réelles sont nécessaires pour valider l'efficacité du BCS sur le terrain, ainsi que pour évaluer son comportement dans les écosystèmes agricoles des Antilles.The French West Indies are facing two major environmental, health and economic crises: soil contamination by chlordecone (CLD) and the massive arrival of sargassum. CLD is a persistent organic pollutant, widely used in banana plantations. Although banned since 1993, it is still present in soils and has contaminated other environmental compartments, such as crops and livestock, exposing local populations to serious health risks. Sargasses, meanwhile, are brown algae that have been stranded in the Caribbean in a massive and random manner since 2011. When they accumulate on the shoreline and degrade, they cause serious ecological damage and also pose risks to human health. In response to these problems, which are real challenges, a combined remediation strategy has been proposed. This aims to recover sargassum by pyrolysis to produce biochar (BC), a carbon sequestering matrix. In this context, sargasso biochar (BCS) was studied as a potential solution for remediation of contaminated soils in the Caribbean. A first phase of research evaluated the impact of the conditions of application of the BCS on the environmental availability of the CLD in naturally contaminated soils. The results showed that in soils with initial CLD concentrations between 2 and 5 mg·kg⁻¹, BCS allowed a significant reduction of this availability. This study also identified optimal application parameters, including dose, particle size and maturation time. A second phase explored the effectiveness of BCS in reducing the bioavailability of CLD in target animals such as laying hens and piglets. The results showed a significant reduction in the bioavailability of the molecule in these two species, with the exception of eggs for which contamination levels remained above maximum residue limits (MRLs). Finally, in a third phase, studies of the impact of BCS on the fertility of West Indies soils were carried out through kinetic incubation monitoring over several months, with BCS used alone or in combination with sargasso digestat. The results showed, despite a high variability related to the initial properties of soils, a recurrent increase in the availability of mineral elements in soils, as well as disturbances in the biological functioning of soils, changes in bacterial diversity, community structure and enzymatic activitiesIn conclusion, this thesis has demonstrated under laboratory conditions, that BCS is able to effectively sequester CLD in Antillean soils, provided that initial contamination levels remain below 2 mg·kg⁻¹. It also allowed an initial assessment of the effects of BCS on the fertility of West Indies soils, revealing complex interactions and contrasting impacts. However, these results are only a first step and further tests, including in real conditions, are necessary to validate the effectiveness of BCS in the field, as well as to evaluate its behaviour in agricultural ecosystems in the Caribbean
Analyse des troubles de la marche dans les maladies neurodégénératives
No full textL’analyse vidéo de la marche pathologique offre une méthode non invasive pour évaluer les troubles moteurs dans les syndromes parkinsoniens, mais souffre actuellement du manque de jeux de données annotés. Pour y remédier, nous avons collecté des vidéos de la marche et développé MAX-GRNet, un reconstructeur exploitant l’attention partielle et la correction de pose guidée par des paramètres de marche, produisant des mouvements 3D stables, même en cas d’occlusions et de caméras fixes. Le jeu de données 3DGait, composé de 90 séquences reconstruites, est rendu public. Pour maximiser l’efficacité d’utilisation des données, nous proposons GaVA-CLIP, un cadre d’apprentissage contrastif multimodal alignant les caractéristiques vidéo avec des textes cliniques via le « prompt tuning », offrant une meilleure classification avec un nombre comparable de paramètres entraînables aux approches basées sur le squelette. Au-delà de la précision, AGIR vise l’interprétabilité clinique en combinant un tokenizer VQ-VAE avec un LLM affiné, prédisant les scores MDS-UPDRS accompagnés d’explications lisibles, renforçant la transparence et l’applicabilité.Video-based pathological gait analysis offers a non-invasive avenue to assess motor impairments in Parkinsonian syndromes, but currently suffering from limited annotated datasets. To address this, we collected RGB gait videos and developed MAX-GRNet, a gait-specific reconstructor using part-based attention and gait-parameter-guided pose correction to produce stable, distance-invariant 3D motion under occlusions and static camera viewpoints. The resulting 3DGait dataset of 90 reconstructed sequences is publicly released, and the need to maximize data efficiency motivates GaVA-CLIP. This multimodal contrastive learning framework aligns gait video features with clinical text and parameters using prompt tuning, achieving superior classification performance with a similar number of trainable parameters as skeleton-based approaches. Beyond accuracy, the need for clinical interpretability drives AGIR, an explainable gait assessment framework that combines a VQ-VAE motion tokenizer with an LLM fine-tuned on motion–text pairs, predicting MDS-UPDRS scores alongside human-readable reasoning to enhance transparency and applicability
Production of myco-composite from wood waste
No full textL’objectif est de réaliser une valorisation en cascade du MDF en produisant des panneaux de bois recyclés. Ce projet de thèse répond à la thématique prioritaire de l’ADEME « Économie circulaire » et s’inscrit dans un programme plus vaste et ambitieux (projet PROFEX, soumis à l’APPE comobilier). FROFEX est basé sur un procédé de recyclage du bois B par explosion à la vapeur couplé à une épuration biologique des effluents. Il s’agit d’une approche respectueuse de l’environnement et en rupture technologique avec une montée en TRL de 3 à 5 puis à 7 prévue en 3 ans. L’objectif de la thèse est de produire des panneaux de bois (fibres et/ou particules) 0% émission, 100% recyclés et 100% compostables/recyclables. Les liants biologiques envisagés sont de nature protéique, issus soit de tourteaux de colza soit de la biomasse fongique produite par le procédé d’épuration biologique des effluents d’explosion à la vapeur selon une approche circulaire. L’activation de la ressource protéique sera réalisée par un procédé original impliquant une coupure oxydative des sucres résiduels éventuellement couplée à une activation par explosion à la vapeur. Le projet, qui inclue une validation ameublement (prototypes, certification), des analyses environnementales et technico-économiques, fédère un laboratoire universitaire (LERMAB, Univ. de Lorraine), deux centres de transfert (CRITT BOIS Epinal et CFBA) et une entreprise productrice de panneaux de bois et utilisatrice de bois issu du recyclage (CF2P).The objective is to achieve a cascade valuation of MDF by currently recycled wood panels. This thesis project responds to the theme priority of ADEME 'Circular economy' and is part of a larger and more ambitious program (PROFEX project, submitted to APPE comobilier). FROFEX is based on a process for recycling wood B by steam explosion coupled with biological purification of effluents. It is an environmentally friendly and disruptive approach technological with an increase in TRL from 3 to 5 then to 7 planned in 3 years. The objective of the thesis is to produce wood panels (fibers and/or particles) 0% emission, 100% recycled and 100% compostable/recyclable. The biological binders envisaged are of a protein nature, either rapeseed meal or fungal biomass produced by the biological steam purification process for explosion effluents using a circular approach. Activation of the serum protein resource produced by an original process resulting in an oxidative cleavage of residual sugars possibly coupled with activation by explosion at steam. The project, which includes a furnishing validation (prototypes, certification), environmental and technico-economic analyzes, brings together a university laboratory (LERMAB, Univ. de Lorraine), two transfer centers (CRITT BOIS Epinal and CFBA) and a company producer of wood panels and user of recycled wood (CF2P)
Impact of innovative plant bioactive ingredients on obesity and inflammation : application to breast cancer
No full textLes plantes représentent depuis toujours une source majeure de composés bioactifs utilisées pourprévenir et traiter diverses maladies. Leurs propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires sontparticulièrement étudiées dans le cadre de pathologies complexes comme l'obésité et le cancer. Eneffet, l'obésité est caractérisée par une accumulation excessive de tissu adipeux associée à uneinflammation chronique de bas grade, ce déséquilibre favorisant le développement de maladiesmétaboliques comme le diabète, les maladies cardiovasculaires et certains cancers. Aussi, cibler à lafois le tissu adipeux et l'inflammation associée peut donc être à privilégier pour prévenir l'apparition,l'agressivité ou la récidive de certaines pathologies.Le premier volet de ce travail a consisté à évaluer plusieurs extraits végétaux, issus du LabcomPHYTOPROB'INOV (ECREIN-UNH et GREENTECH), pour leur capacité à moduler l'obésité etl'inflammation. Parmi ces extraits, le chêne (écorce, Quercus robur L.), le rooibos (partie aérienne,Aspalathus linearis (Burm. f.) R. Dahlgren) et la bruyère (sommités fleuries, Calluna vulgaris (L.), Hulla) ont démontré les effets les plus prometteurs. Quercus robur présente un potentiel antioxydant etanti-inflammatoire intéressant en inhibant la polarisation des macrophages et lymphocytesproinflammatoires et en inhibant préférentiellement la voie NFκB, de l'inflammasome, la productionde prostaglandines et le stress oxydant. Par ailleurs, Calluna vulgaris et Aspalathus linearis ont étécapables de réduire l'adipogenèse et l'accumulation lipidique au niveau adipocytaire, et de modulerpositivement le ratio adiponectine/leptine. De plus, une stimulation du brunissement au niveauadipocytaire a été mise en évidence en présence de Calluna vulgaris.Par ailleurs, la surcharge pondérale constitue un facteur de risque majeur d'apparition, de récidives etde moindre réponse thérapeutique dans le cadre du cancer du sein. Or, de nombreuses patientespeuvent être amenées, au cours de leur traitement, à utiliser des compléments alimentaires à base deplantes pour atténuer les symptômes de la maladie/des traitements ou pour améliorer leur bien-être,souvent sans avis médical. Ceci n'est pas sans danger et peut notamment engendrer des interactionsavec les traitements conventionnels, d'où l'importance de disposer de preuves de leur innocuité.Ainsi, le deuxième volet de ce travail a consisté à explorer le potentiel de l'extrait de rooibos, plantetrès largement utilisée dans la population générale dans un contexte de cancer du sein en cours detraitement et associé à une surcharge pondérale. En utilisant différents modèles originaux bi- ettripartite de cultures 3D (adiposphéroïdes, sphéroïdes de cellules cancéreuses, macrophages polarisésde type M1), nous avons montré que l'extrait n'interfère pas avec l'efficacité du tamoxifène(traitement d'hormonothérapie au long cours), favorise l'équilibre métabolique des adipocytes etréduit la production de cytokines pro-inflammatoires par les macrophages, contribuant ainsi à unmicroenvironnement tumoral moins propice à la progression tumorale.Bien que des études complémentaires soient nécessaires pour confirmer leur efficacité en clinique etleur sécurité à long terme, ces résultats ouvrent la voie à une stratégie combinant traitementsclassiques et supplémentation naturelle dans une approche de prise en charge contrôlée etpersonnalisée des patientes en surcharge pondérale.Plants have always been a major source of bioactive compounds used to prevent and treat various diseases. Their antioxidant and anti-inflammatory properties are particularly studied in the context of complex pathologies such as obesity and cancer. Obesity is characterized by excessive accumulation of adipose tissue, associated with chronic low-grade inflammation, which promotes the development of metabolic diseases such as diabetes, cardiovascular diseases, and cancer. Targeting both adipose tissue and the associated inflammation could therefore be a potential approach to prevent the onset and aggressiveness of certain pathologies.The first part of this study focused on evaluating several plant extracts, selected through the PHYTOPROB'INOV Labcom collaboration (ECREIN-UNH and GREENTECH), for their capacity to modulate obesity and inflammation. Among these extracts, oak (bark, Quercus robur L.), rooibos (aerial parts, Aspalathus linearis (Burm. f.) R. Dahlgren), and heather (flowering tops, Calluna vulgaris L.) demonstrated the most promising effects. Quercus robur showed interesting antioxidant and anti-inflammatory potential by inhibiting the polarization of macrophages and lymphocytes to pro-inflammatory profiles. It specifically block the NFκB pathway, inflammasome activation, prostaglandin production, and oxidative stress. On the other hand, Calluna vulgaris and Aspalathus linearis were capable of reducing adipogenesis and lipid accumulation in adipocytes while positively modulating the adiponectin/leptin ratio. Furthermore, Calluna vulgaris demonstrated the ability to stimulate browning in adipocytes.Excess weight is a major risk factor for the development, recurrence, and resistance to treatment in breast cancer. Many patients undergoing treatment frequently turn to plant-based dietary supplements to alleviate symptoms of the disease or its treatments or to enhance their well-being, often without seeking medical advice. However, this practice carries potential risks, as it may lead to interactions with conventional treatments, highlighting the importance of ensuring their safety.Thus, the second part of this study investigated the potential of rooibos extract, a widely used plant, in the context of breast cancer treatment associated with excess weight or obesity. Using innovative 3D bi- and tri-partite culture models (adipospheroids, cancer cell spheroids, and M1-polarized macrophages), we demonstrated that the extract does not compromise the efficacy of tamoxifen (a long-term hormone therapy). Additionally, it promotes metabolic balance in adipocytes and reduces the production of pro-inflammatory cytokines by macrophages, thereby contributing to a tumor microenvironment that is less favorable to tumor progression.Although additional studies are necessary to confirm their clinical efficacy and long-term safety, these findings open new avenues for a strategy combining conventional treatments with natural supplementation in a controlled and personalized approach to managing overweight/obese patients
Inférence bayésienne semiparamétrique : choix de la loi a priori, approximation de la loi a posteriori et loi a posteriori tempérée
No full textLes méthodes bayésiennes sont largement utilisées en pratique pour faire de l'inférence. Cela s'explique par le grand champ d'application de ces méthodes, leur capacité à fournir une quantification de l'incertitude via les régions de crédibilités de la loi a posteriori, et la disponibilité d'outils pour les implémenter (algorithmes de Monte-Carlo par chaîne de Markov, approximations variationnelles). Mais ces méthodes sont-elles fiables ? Donnent-elles de bons résultats ? Et plus précisément donnent-elles de bons résultats dans le cadre fréquentiste ? Il existe maintenant toute une littérature en faveur de l'idée que les approches bayésiennes, si elles sont bien utilisées, peuvent donner des méthodes non seulement fiables mais aussi optimales du point de vue fréquentiste. Cette thèse a pour but de continuer à explorer cette idée. On se concentre sur des problèmes d'estimation semi-paramétriques, à savoir on va considèrer des modèles statistiques relativement complexes, par exemple des modèles non paramétrique oude grande dimension, et on s'intéresse au problème d'estimer un aspect, de petite dimension, du paramètre inconnu qui lui est de très grande dimension. Dans ce cadre statistique, on étudie les performances de la méthode bayésienne au travers des trois axes de recherche suivants. Tout d'abord, on s'intéresse aux propriétés d'un autre type de posterior, le posterior tempéré. On établit un résultat de forme limite pour ce posterior dans un cadre semi-paramétrique général. On en déduit que les régions de crédibilité du posterior tempéré sont agrandies et constituent des ensembles de confiance conservatifs pour l'inférence semi-paramétrique. Ensuite, on s'intéresse à la question de l'approximation variationnelle de la loi a posteriori. On explore cette question dans le cadre de l'estimation d'un petit nombre de coordonnées dans le modèle de régression linéaire de grande dimension. On propose une approximation variationnelle de la loi a posteriori, construite pour être à la fois plus facile à échantillonner et pour bien approximer la loi posteriori des coordonnées d'intérêt. On montre que cette méthode donne de très bons résultats sur des données simulées. On donne aussi des garanties théoriques sous la forme d'un théorème de type Bernstein-von Mises. Enfin, on s'intéresse à la question du choix de la loi a priori. Il a été montré que l'utilisation par défaut de lois a priori utilisées pour l'inférence de tout le paramètre inconnu peut donner lieu à des résultats sous-optimaux pour l'inférence semi-paramétrique. Cela s'illustre, par exemple, dans le cadre de l'estimation du carré de la norme l2 du paramètre dans le modèle de suite gaussienne. Dans ce contexte, en s'inspirant de l'approche des lois a priori de référence, on propose une loi a priori adaptée à l'estimation du carré de la norme l2. On prouve que la loi a posteriori associée possède un certain nombre de bonnes propriétés et ainsi donne de meilleurs résultats que les méthodes bayésiennes existantes.Bayesian methods are widely used in practice for statistical inference, due to their broad applicability, their inherent ability to quantify uncertainty through posterior credible regions, and the availability of powerful computational tools such as Markov Chain Monte Carlo algorithms and variational methods. But are they reliable? Do they perform well? More specifically, do they perform well from a frequentist perspective? There is now a rich body of literature supporting the view that, when appropriately applied, Bayesian approaches can yield estimation methods that are not only reliable but also optimal from a frequentist standpoint. The goal of this thesis is to further explore this idea. We focus on semiparametric estimation, that is, we consider relatively complex statistical models, such as non parametric or high-dimensional models, and we are interested in estimating a low-dimensional aspect of the high-dimensional, underlying unknown parameter. Within this statistical framework, we investigate the performance of the Bayesian approach across the following three research directions. First, we explore the properties of a different posterior, the fractional posterior. We establish a limiting shape result for this posterior in a general semiparametric setting. We deduce that the credible regions of the fractional posterior are enlarged and, as a result, provide conservative confidence sets for semiparametric inference. Next, we investigate the question of posterior variational approximation. We explore this question in the context of estimating a low-dimensional subset of coordinates in the high-dimensional linear regression model. We propose a posterior variational approximation that is designed to be both computationally efficient and accurate in approximating the posterior distribution of the coordinates of interest. We demonstrate that this method performs well on simulated data, providing fast and reliable estimation and uncertainty quantification for the coordinates of interest. Furthermore, we establish theoretical guarantees in the form of a Bernstein-von Mises theorem. Finally, we investigate the question of prior selection. It has been shown that the default use of prior distributions designed for inference on the entire unknown parameter can lead to suboptimal results for semiparametric inference. This is illustrated, for example, in the context of estimating the squared l2-norm of the parameter in the Gaussian sequence model. Within this context, borrowing from the reference prior approach, we propose a prior distribution specifically tailored to the estimation of the squaredl2-norm. We show that the resulting posterior has several desirable properties and thus improves on existing Bayesian methods
Design and training of surrogate models for automotive drag estimation from geometric and physical fields with a very limited high-fidelity simulation budget
No full textEn ingénierie automobile, l’optimisation de la forme des véhicules est essentielle pour réduire la traînée aérodynamique et améliorer l’efficacité énergétique. En phase finale de développement, l’enjeu est d’affiner le design pour concilier performance et esthétique. En raison du coût élevé des simulations CFD, une exploration exhaustive de l’espace de conception n’est pas possible, d’où la nécessité de développer des modèles réduits permettant une estimation rapide de la traînée. Cette thèse propose de nouvelles méthodologies pour prédire la traînée aérodynamique et les champs physiques à partir d’un nombre limité de simulations CFD. Deux catégories de modèles ont été développées. Les modèles near field prédisent les grandeurs physiques à la surface du véhicule, comme la pression et les efforts visqueux. Cette approche repose sur l’hypothèse que ces quantités peuvent être approchées à partir de descripteurs géométriques locaux et de variables physiques issues des simulations CFD. Les modèles far field estiment les propriétés de l’écoulement dans le sillage du véhicule en exploitant un reparamétrage de la forme et des modes réduits des champs physiques pour prédire les écoulements sur un plan de coupe en aval. Les différents modèles montrent de très bonnes performances prédictives sur des géométries de complexité industrielle et permettent une évaluation rapide des effets des variations de forme. Ces travaux démontrent que, quelle que soit l’approche adoptée, la combinaison d’informations géométriques locales et de données physiques extraites des simulations permet une estimation précise de la traînée, même avec un jeu de données restreint. Ces méthodes ouvrent ainsi la voie à des modèles de prédiction rapides et précis, adaptés à l’optimisation aérodynamique interactive à coût réduit.In automotive engineering, optimizing vehicle shape is essential to reduce aerodynamic drag and improve energy efficiency. In the final stages of development, the challenge lies in refining the design to balance performance and aesthetics. Due to the high cost of CFD simulations, an exhaustive exploration of the design space is hardly feasible, highlighting the need for reduced-order models that enable fast drag estimation. This thesis proposes new methodologies to predict aerodynamic drag and physical fields from a limited number of CFD simulations. Two categories of models have been developed. Near field models predict physical quantities on the vehicle surface, such as pressure and viscous forces. This approach relies on the assumption that these quantities can be approximated using local geometric descriptors and physical variables from CFD data. Far field models estimate flow properties in the vehicle wake by leveraging a reparameterization of shape and reduced modes of physical fields to predict flow patterns on a downstream cross-sectional plane. The various models demonstrate strong predictive performance on geometries of industrial complexity and allow for fast evaluation of shape variation effects. These results show that, regardless of the chosen approach, combining local geometric information with physical data extracted from simulations enables accurate drag estimation, even with a limited dataset. These methods pave the way for fast and accurate predictive models, well-suited for low-cost interactive aerodynamic optimization
Pοst-cοmbustiοn capture of carbon dioxide by amino acid salts
No full textLe captage du CO₂ contenu dans les fumées post-combustion s’avère essentiel en vue d’atteindre l’objectif de zéro émission nette de CO₂ d’ici 2050. L’absorption du CO₂ par des solvants constitue aujourd’hui la solution de captage la plus efficace. Cependant, le solvant de référence (MEA 30% mass.) de référence présente des défauts majeurs : dégradation thermique, synthèse à partir de matières fossiles, toxicité et énergie de régénération élevée. Ainsi, la finalité de cette étude est de trouver la meilleure formulation d’un solvant alternatif de captage de CO₂ à base de sels d’acides aminés. La viscosité, la masse volumique, la vitesse d’absorption et les vitesses de réaction sont des propriétés fondamentales dans le choix d’un solvant et nécessitent des modèles précis pour les estimer. Seulement, les propriétés des solutions électrolytiques sont difficiles à modéliser. Par ailleurs, les valeurs des cinétiques d’absorption et de réaction présentes dans la littérature sont relativement dispersées, variant d’une équipe de recherche à l’autre. De cette manière, dans cette étude, la viscosité et la densité de solutions d’acides aminés sont déterminées et modélisées en fonction de variables comme la température, la concentration mais également en fonction des groupes fonctionnels des anions en établissant des modèles semi-empiriques précis, à l’aide notamment d’un réseau de neurones artificiels. Les influences du contre-ion sodium ou potassium, et des groupements fonctionnels des anions, sur ces propriétés sont également analysées. Ensuite, dans cette étude, un approfondissement théorique du régime de pseudo-premier ordre dans le cadre du double-film sous lequel sont réalisées la plupart des déterminations de cinétique d’absorption, est mené avec l’établissement de nouvelles équations généralisées. Ces résultats permettent d’apprécier plus précisément l’écart entre les valeurs prédites selon l’hypothèse du régime de pseudo-premier ordre et la valeur réelle. Suite à cette étude théorique, des mesures expérimentales de cinétique d’absorption sur des solutions aqueuses, de MDEA, de glycinate et de lysinate sont menées démontrant la grande vitesse d’absorption de ces solutions. Ces résultats démontrent notamment que les solutions aqueuses de sels de sodium et de glycinate absorbent moins vite que celles de potassium, mais restent compétitives contrairement à ce qui était supposé jusqu’à présent.Capturing the CO₂ contained in post-combustion flue gases is essential to achieve the goal of zero net CO₂ emissions by 2050. Among these capture solutions, solvent-based CO₂ absorption is currently the most effective. However, the aqueous solution of monoethanolamine (MEA 30% mass.) considered as the reference solvent has major shortcomings: corrosiveness, thermal degradation, synthesis from fossil materials, toxicity and high regeneration energy... and has led to the study of alternative solvents. Therefore, the aim of this study is to find the best formulation of a CO₂ capture solvent based on amino acid salts. Viscosity, density, absorption rate and reaction rates are fundamental properties in the choice of a solvent, and require accurate models to estimate them. However, the properties of electrolyte solutions are difficult to model. Moreover, the values of absorption and reaction kinetics found in the literature are relatively scattered, varying from one research team to another one. Subsequently, in this study, the viscosity and the density of amino acid salts solutions are determined and modeled as a function of variables such as temperature and concentration, but also as a function of the anions' functional groups, by establishing precise semi-empirical models, using in particular an artificial neural network. The influences of the sodium or potassium counterion, and of the anions' functional groups, on these properties are also analyzed. Next, in this study, a theoretical investigation of the pseudo-first-order regime in the double-film framework under which most absorption kinetics determinations are made, is carried out with the establishment of new generalized equations. These results make it possible to appreciate more precisely the discrepancy between the values predicted on the assumption of the pseudo-first-order regime and the actual value. Following this theoretical study, experimental absorption kinetics measurements were carried out on aqueous solutions of MDEA, glycinate and lysinate, demonstrating the high absorption rate of these solutions. In particular, these results show that aqueous solutions of sodium and glycinate salts absorb less rapidly than those of potassium, but remain competitive, contrary to previous assumptions