Theses.fr
Not a member yet
182636 research outputs found
Sort by
Phase dynamics of injection locked spin-torque nano-oscillators : from synchronization to Ising machines
No full textLa résolution de problèmes d'optimisation très complexes nécessite souvent des ressources importantes en utilisant des architectures informatiques standard. Afin de répondre à ce type de problématique, le concept de machine d’Ising (IM) a été proposé comme une approche informatique à base consommation énergétique. Une implémentation matérielle possible de la machine d'Ising est basée sur un système de nano-oscillateurs à couple de transfert de spin (STNO) couplés collectivement. Dans ce concept la solution au problème d'optimisation corresponde à une configuration optimale de phases (ψ1, ψ2, ...) où ψi est la différence de phase de chaque STNO i avec un signal 2f externe.Dans ce projet, nous avons étudié par simulation numérique en profondeur un tel système de STNOs couplés, en nous concentrant sur la compréhension physique des propriétés de verrouillage par injection. L'analyse a été menée selon une approche ascendante, depuis les éléments individuels de l'implémentation IM jusqu'à un ensemble complet de STNO couplés.Dans une machine Ising, les STNO sont soumis aux signaux 1f et 2f, ici par nf, nous entendons que la fréquence du signal de couplage est environ « n » fois la fréquence propre du STNO. Nous avons commencé par analyser le couplage d'un STNO à un signal 1f et à un signal 2f indépendamment l'un de l'autre. En ce qui concerne le cas 1f, le modèle analytique de verrouillage par injection ne prédit pas la synchronisation sous un signal RF aligné avec l'axe facile du STNO. Cependant les simulations numériques ont permis de la mettre en évidence lorsque la symétrie de la trajectoire de l'aimantation le long de l'axe facile est rompue. Ce résultat est important car il s'agit d'un effet qui pourrait se produire lors du couplage des STNO pour la réalisation de la machine Ising. En ce qui concerne le cas 2f, on constate qu'un champ magnétique 2f orienté le long de l'axe facile du STNO mène à de meilleures caractéristiques de synchronisation qu'un courant 2f polarisé en spin.Dans un deuxièmement temps, nous avons étudié deux STNO couplés qui sont verrouillés par injection 2f, ce qui représente simplement une machine Ising à deux spins. On constate que la configuration des phases (ψ1, ψ2) ou solution optimale dépend fortement du désaccord de fréquence et de la phase de couplage qui caractérise le couplage mutuel. En outre, la tension continue peut modifier la solution lorsque le couplage mutuel est mis en œuvre par le biais de la tension, mais cette propriété n'est pas observée pour le couplage par champ magnétique.Nous avons effectué des simulations numériques sur des réseaux de trois, quatre et huit STNO couplés, et analysé si la configuration de phase optimale correspond à la solution d'un problème d'optimisation MaxCut. Un résultat important est que la configuration optimale dépend du désaccord de fréquence et qu'elle est très sensible aux changements de force de couplage.Solving highly complex optimization problems often requires significant resources using traditional computer hardware. To tackle such problems, Ising machines (IM) have been proposed as an energy-efficient computing approach. One possible hardware implementation of the Ising machine is based on a system of coupled spin torque nano-oscillators (STNO), the solution to the optimization problem being given by an optimal phase configuration (ψ1, ψ2, ...) where ψi is the phase difference of each STNO i with an external 2f signal.In this project, we have extensively studied by numerical simulation such a coupled STNO system, focusing on the physical understanding of injection-locking properties. The analysis has been conducted in a bottom-up approach from individual elements of the IM implementation to a complete set of coupled STNOs.First, we consider the injection locking of STNOs that is at the base of IM application. For this the STNOs are subjected to RF signals whose frequency frf is approximately “n” times the free-running frequency of the STNO frf=nfSTNO. We begin by analyzing the coupling of an STNO to a 1f signal (n=1) and a 2f signal (n=2) independently. Regarding the 1f-case, synchronization under an rf signal aligned with the easy axis of the STNO is found when the symmetry of the magnetization trajectory along the easy axis is broken. This is unexpected according to the analytical model of injection-locking, but is important because it will be relevant when coupling STNOs within a network such as IMs. Regarding the 2f-case, it is found that a magnetic rf field oriented along the easy axis of the STNO has better synchronization characteristics than an rf current.Secondly, we investigated two coupled STNOs that are 2f injection locked. This represents a basic IM with two spins. The phase configuration (ψ1, ψ2), is studied. It is found that the optimal phase configuration or solution depends strongly on the frequency detuning and the coupling phase which characterizes the mutual coupling. Besides, the DC voltage can alter the solution when the mutual coupling is implemented through voltage, but this property is not observed for magnetic field coupling.We then carried out numerical simulations on arrays of three, four and eight coupled STNOs, and analyzed whether the optimal phase configuration corresponds to the solution of a MaxCut optimization problem. As an important outcome, it was found that the optimal configuration depends on frequency detuning, and is highly sensitive to changes in coupling strength
Effects of irrigation on biodiversity in Mediterranean vineyards
No full textL’irrigation est une pratique courante en agriculture, permettant de stabiliser l’approvisionnement en eau, et d’améliorer les rendements agricoles. C’est également l’une des principales réponses des agriculteurs aux changements climatiques, qui devraient entraîner une modification des régimes de précipitations et une augmentation des températures. Ces changements seront particulièrement prononcés dans la région méditerranéenne, où des températures plus élevées, ainsi que des sécheresses plus fréquentes et plus intenses, sont attendues.Dans les vignobles, l’irrigation est en plein essor. Elle est utilisée pour stabiliser la production et réguler le taux de sucre dans le vin. Son utilisation se fait principalement par goutte-à-goutte durant les périodes de sécheresse, afin de simuler les effets des orages d’été. Bien que bénéfique pour la production dans un contexte de stress hydrique, l’augmentation de l’humidité pourrait affecter la biodiversité de l’agroécosystème en modifiant sa composition, sa structure et ses réseaux d’interactions. Cela pourrait affecter des fonctions écologiques clés, et se répercuter sur les cultures. Il est donc primordial de mieux comprendre les effets et processus liés à l’irrigation, qui devient de plus en plus fréquente et intense.C’est dans ce contexte que s’inscrivent mes travaux de thèse, qui visent à mieux comprendre les effets de l’irrigation sur la biodiversité dans les agroécosystèmes viticoles méditerranéens. Cette réflexion a conduit à trois grandes questions de recherche : (1) Quels effets l’irrigation a-t-elle sur la végétation et les arthropodes épigés dans les inter-rangs de vigne ? (2) Quels effets l’irrigation a-t-elle sur la végétation et les organismes du sol à court et moyen terme sous le rang de vigne ? (3) Comment les effets de l’irrigation évoluent-ils à court terme pendant la période estivale ?Dans le premier axe (1), nous avons montré une réduction du recouvrement floral dans les vignobles irrigués, sans toutefois observer de différence en termes de richesse spécifique. L’abondance de plusieurs arthropodes bénéfiques a été directement affectée par l’irrigation. Ces effets directs étaient amplifiés par l’impact négatif de l’irrigation sur le recouvrement floral. Les taux de prédation étaient également plus faibles dans les vignobles irrigués, mais seulement pendant la journée. Dans le second axe (2), aucun effet clair de l’irrigation n’a été observé sur la végétation sous le rang de vigne. En revanche, une augmentation de la faune du sol a été notée pendant la période estivale, au moment de l’irrigation, avec une hausse des populations d’acariens prédateurs et une modification de la structure des communautés d’acariens et de collemboles. L’irrigation semble atténuer les effets de la sécheresse, qui affectent négativement les collemboles et acariens. Les collemboles, plus sensibles à la sécheresse, étaient absents des relevés effectués en août. Dans le troisième axe (3), l’apport d’eau dans les vignes pendant la période de sécheresse a montré un effet de "priming" sur les bactéries, sans toutefois modifier la composition de la communauté microbienne. De plus, nous avons observé une augmentation des abondances de collemboles et d’acariens, ainsi qu’une hausse de l’activité biologique du sol. Les organismes plus résistants à la sécheresse n’ont pas été affectés par l’irrigation. Les effets de l’irrigation ont disparu après seulement quelques jours. Toutefois, à long terme, un appauvrissement potentiel en matière organique du sol, dû à des pics d’activité lors des cycles de réhumidification, pourrait s’observer.L’ensemble de ces résultats souligne l’importance d’étudier les effets de l’irrigation et leur temporalité, dans un contexte où son utilisation tend à devenir la norme. Cette thèse ouvre de nouvelles perspectives sur les effets potentiels de l’irrigation, notamment au niveau des traits fonctionnels des organismes et de la composition spécifique des communautés.Irrigation is a common practice in agriculture, helping to stabilise water supplies and improve crop yields. It is also one of the main ways in which farmers are responding to climate change, which is expected to lead to changes in rainfall patterns and higher temperatures. These changes will be particularly pronounced in the Mediterranean region, where higher temperatures and more frequent and intense droughts are expected.Irrigation is growing rapidly in the vineyards. It is used to stabilise production and regulate sugar levels in the wine. It is mainly used as a drip irrigation system during periods of drought, to simulate the effects of summer thunderstorms. Although beneficial for production in a context of water stress, increased humidity could affect the biodiversity of the agroecosystem by modifying its composition, structure and interaction networks. This could affect key ecological functions, with repercussions for crops. It is therefore vital to gain a better understanding of the effects and processes associated with irrigation, which is becoming increasingly frequent and intense.My work aims to gain a better understanding of the effects of irrigation on biodiversity in Mediterranean wine-growing agroecosystems. This has led to three main research questions: (1) What are the effects of irrigation on vegetation and epigeous arthropods in vine inter-rows? (2) What are the effects of irrigation on vegetation and soil organisms in the short and medium term under the vine row? (3) How do the effects of irrigation evolve in the short term during the summer period?In the first axis (1), we showed a reduction in floral cover in the irrigated vineyards, without however observing any difference in terms of species richness. The abundance of several beneficial arthropods was directly affected by irrigation. These direct effects were amplified by the negative impact of irrigation on floral cover. Predation rates were also lower in irrigated vineyards, but only during the day. In the second axis (2), no clear effect of irrigation was observed on the vegetation under the vine row. However, an increase in soil fauna was noted during the summer period, at the time of irrigation, with an increase in predatory mite populations and a change in the structure of mite and springtail communities. Irrigation appears to mitigate the effects of drought, which have a negative impact on springtails and mites. Springtails, which are more sensitive to drought, were absent from the surveys carried out in August. In the third axis (3), the addition of water to the vines during the drought period had a priming effect on the bacteria, but did not alter the composition of the microbial community. In addition, we observed an increase in the abundance of springtails and mites, as well as an increase in biological activity in the soil. The more drought-resistant organisms were not affected by the irrigation. The effects of irrigation disappeared after just a few days. However, in the long term, a potential depletion in soil organic matter, due to peaks in activity during rewetting cycles, could be observed.All these results highlight the importance of studying the effects of irrigation and their temporality, in a context where its use is tending to become the norm. This thesis opens up new perspectives on the potential effects of irrigation, particularly in terms of the functional traits of organisms and the specific composition of communities
Emotional and attentional proccesses in sport : theoretical, methodological and applied implications illustrated in fencing
No full textCe travail doctoral avait pour but d’étudier conjointement les aspects émotionnels et attentionnels de situations sportives à forte pression temporelle. De par sa nature et sa logique interne (i.e., un sport d’opposition intermittent), l’escrime a été choisi comme discipline support. A l’issue de la revue de littérature, deux axes de recherche ont été déterminés. Le premier axe consistait en la caractérisation et l’exploration des liens entre focalisation attentionnelle et processus émotionnels chez des athlètes de haut niveau. Des analyses qualitatives ont été mobilisées en ce sens. Cet axe comprenait deux études, menées sur des épéistes et fleurettistes élites respectivement. L’étude 1 a permis de caractériser les points d’attention et les stratégies de coping employés en match. Les athlètes portaient principalement leur attention sur les indices (sur l’adversaire et sur soi) ainsi que de sur leurs stratégies et tactiques. Ils employaient majoritairement des stratégies de coping orientées sur la tâche. Les analyses de chi2 ont révélé que les focus sur les caractéristiques spatio-temporelles de la situation étaient associés à un plus grand nombre de touches marquées. L’étude 2 a précisé les interactions temporelles entre émotion, stratégie de coping et focalisation attentionnelle au cours du match. L’analyse a permis de dégager une combinaison de stratégies efficace pour la focalisation sur le match, et d’étudier les perturbations attentionnelles liées à la colère prolongée et aux ruminations. Le second axe de recherche visait à développer les compétences émotionnelles de jeunes sportifs en centre d’entrainement intensif. Une méthodologie quantitative longitudinale a été employée au cours de l’étude 3. L’analyse a permis d’évaluer l’effet d’une intervention sur l’intelligence émotionnelle (IE) et les variables du processus émotionnel des tireurs(euses) au cours d’une saison. Le programme interventionnel a permis l’amélioration des niveaux d’IE ainsi que d’accroitre l’utilisation de régulations émotionnelles plus adaptées et de diminuer l’utilisation de régulations moins adaptées. Le quatrième et dernier chapitre présentait une discussion générale portant sur les apports théoriques et méthodologiques du présent travail. Enfin, les limites, les perspectives de recherche ainsi que les implications pratiques ont également été présentées.The aim of the present doctoral research was to study emotional and attentional aspects of demanding sports situations jointly. Fencing was selected as a field of investigation due to its inherent characteristics (i.e., a fast-paced combat sport). Two main objectives stemmed from the literature review. First objective was to characterize and explore the links between attentional focus and emotional processes of elite level athletes. Qualitative analyses were used to meet this objective. The two studies related to this axis were conducted on world-class epeeists and foil fencers, respectively. Study 1 enabled to characterise attentional foci and coping strategies used during matches. Fencers mainly oriented their attention towards cues (from the environment or themselves) and their strategies and tactics. They mostly used task-oriented coping strategies. Chi2 tests revealed that focus on spatial-temporal characteristics of the situation was associated with more touches won. Study 2, gave in depth details about the temporal links between emotions, coping strategies and attentional foci during matches. Qualitative analysis enabled to depict coping strategies combinations that favoured focus on the match. Disruptions of attention due to unregulated anger and ruminations were discussed. The second objective was to develop the emotional competences of young athletes in intensive training settings. A quantitative longitudinal approach was implemented in the third study. Data analysis depicted the effects of the intervention program on emotional intelligence (EI) and emotional process variables across a season. The intervention improved EI levels, increased the use of more adaptive emotional regulation strategies and decreased the use of less adaptive ones. Fourth chapter was dedicated to a discussion around the theoretical and methodological implications of the present work. Finally, limits, research perspective and practical applications were shared
Impact of Surface Reactions on the Behavior of Cs-Mo Complexes in Nuclear Reactor Systems : An Ab Initio Modeling Study
No full textLes surfaces solides jouent un rôle crucial dans la sûreté nucléaire, en particulier en influençant la composition des espèces radioactives gazeuses et déposées lors d'accidents nucléaires. Cette étude examine les interactions des complexes gazeux Cs-Mo (CsHMoO₄ et H₂MoO₄) avec les dépôts de MoO₃ dans les systèmes de refroidissement des réacteurs. Elle se concentre spécifiquement sur les processus de condensation congruente et non congruente, y compris l'adsorption, la décomposition et les réactions de surface. La condensation non congruente se produit lorsque la composition de la phase gazeuse diffère de celle de la phase déposée dans le circuit primaire. En intégrant les données thermodynamiques dans le module SOPHAEROS du code ASTEC, cette recherche vise à améliorer la précision des prédictions concernant le transport, le dépôt et la réactivité des produits de fission dans le système de refroidissement du réacteur. À l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), les énergies libres de Gibbs ont été calculées pour générer des diagrammes pression-température (P-T), cartographiant les régions de condensation, d'adsorption et de dominance de surface. Des investigations préliminaires ont exploré les effets des conditions environnementales, telles que les atmosphères oxydantes et réductrices, ainsi que la formation potentielle de lacunes en oxygène. Les environnements réducteurs ont un impact significatif sur les surfaces, avec des effets prononcés, tandis que les conditions oxydantes favorisent l'adsorption de l'eau à des températures plus basses. La formation de lacunes en oxygène est limitée aux hautes températures. Les complexes ciblés ne sont pas significatifs dans des conditions réductrices, et la dominance des conditions oxydantes ainsi que la formation limitée de lacunes en oxygène soutiennent l'utilisation de surfaces propres de MoO₃ pour les analyses ultérieures. Les résultats clés indiquent que CsHMoO₄ se condense en dessous de 850 K et se dissocie entre 300 et 1250 K, formant Cs₂MoO₄, MoO₃ et de la vapeur, selon la terminaison de surface. H₂MoO₄ se condense en dessous de 500 K et se décompose entre 600 et 800 K, mais uniquement sur des surfaces à terminaison Mo. Ces résultats sont en accord avec les observations expérimentales et fournissent une compréhension mécanistique de la croissance de MoO₃ lors des accidents nucléaires. Cette recherche améliore la précision des modèles prédictifs concernant le comportement des produits de fission, soutenant une meilleure gestion de crise et une sûreté accrue des réacteurs.Solid surfaces play a crucial role in nuclear safety, particularly in influencing the composition of radioactive gaseous and deposited species during nuclear accidents. This study investigates the interactions of Cs-Mo gaseous complexes (CsHMoO₄ and H₂MoO₄) with MoO₃ deposits in reactor cooling systems. Specifically, it focuses on congruent and non-congruent condensation processes, including adsorption, decomposition, and surface reactions. Non-congruent condensation occurs when the composition of the gaseous phase differs from that of the deposited phase within the primary circuit. By integrating thermodynamic data into the SOPHAEROS module of the ASTEC code, this research aims to improve the predictive accuracy of fission product transport, deposition, and reactivity in the reactor coolant system. Using density functional theory (DFT), Gibbs free energies were calculated to generate pressure-temperature (P-T) diagrams, mapping regions of condensation, adsorption, and surface dominance. Preliminary investigations explored the effects of environmental conditions, such as oxidizing and reducing atmospheres, and the potential for oxygen vacancy formation. Reducing environments significantly impact the surface, with pronounced effects, while oxidizing conditions favor water adsorption at lower temperatures. Oxygen vacancy formation is limited to high temperatures. The target complexes are not significant under reducing conditions, and the dominance of oxidizing conditions and limited oxygen vacancy formation supports the use of clean MoO₃ surfaces for further analysis. Key findings indicate that CsHMoO₄ condenses below 850 K and dissociates between 300-1250 K, forming Cs₂MoO₄, MoO₃, and steam, depending on surface termination. H₂MoO₄ condenses below 500 K and decomposes between 600-800 K, but only on Mo-terminated surfaces. These results align with experimental observations and provide a mechanistic understanding of MoO₃ growth during nuclear accidents. This research enhances the accuracy of predictive models for fission product behavior, supporting improved crisis management and reactor safety
Social inequalities in childhood overweight : identifying facilitators for action in the most vulnerable populations
No full textL'existence d'un gradient social inverse de surpoids chez l'enfant est bien documentée dans les pays à revenu élevé, mais les mécanismes complexes de construction de ces inégalités sociales précoces demandent encore à être mieux compris. Ce travail avait pour objectif d'évaluer le risque de surpoids chez les jeunes enfants, selon la position socio-économique (PSE) et le statut migratoire des parents, et d'examiner dans quelle mesure les modes de vie parentaux pendant la grossesse expliquaient ces associations.Le statut migratoire de la mère, s'est révélé être un facteur de risque important de survenue de surpoids chez l'enfant de façon indépendante de la PSE. Si un gradient en tant que tel était observé selon le statut migratoire établi en trois catégories (mère immigrée, mère descendant d'immigrés, mère non immigrée) et le niveau d'études de la mère, il était moins net pour la profession et le revenu, suggérant l'existence d'effets seuils pour ces deux dimensions. Les modes de vie des parents pendant la grossesse expliquaient une part importante des associations entre le niveau d'étude et de revenu des parents et le risque de surpoids de l'enfant, mais n'expliquaient pas l'association entre le statut migratoire des parents et le surpoids de l'enfant, laissant supposer d'autres mécanismes inexpliqués à l'origine de cette association. Des stratégies de santé publique adaptées au contexte, ciblant les familles dès la grossesse - en particulier celles dont les parents sont immigrés ou descendants d'immigrés avec un niveau d'étude et de revenus plus faibles - sont nécessaires pour lutter contre les inégalités sociales de surpoids.An inverse social gradient in early childhood overweight has been consistently described in high income countries; however, less is known about the role of migration status. We studied the social patterning of overweight in children aged 3.5 years and over based on parental socio-economic position (SEP) and migration status and examines whether parental lifestyle patterns during pregnancy partly explain these associations.Nested logistic regressions were performed on children from the French ELFE birth cohort to evaluate associations between overweight status and parental education, occupation, income, and migration status. Counterfactual mediation analyses, also replicated in the Dutch Generation R cohort, assessed the potential mediating effects of parental lifestyle patterns during pregnancy on these associations.Maternal migration status emerged as an important risk factor for childhood overweight, independent of SEP. A social gradient was observed based on maternal education level, but it was less evident for maternal occupation and household income, suggesting threshold effects. Parental lifestyle patterns during pregnancy mediated a substantial portion of the associations between parental education and income levels with childhood overweight. However, these patterns did not mediate association between migration status and childhood overweight, pointing to other unexplained mechanisms driving this relationship.Context-specific public health strategies, targeting families from pregnancy onwards, and in particular families whose parent are immigrants or descendants of immigrants with lower education level and lower incomes, are needed to address overweight inequalities
Retrograde response to mitochondrial DNA damages
No full textL’ADN mitochondrial (mtDNA) est exposé à divers stress susceptibles de compromettre son génome. Pour y faire face, des mécanismes de réparation du mtDNA sont mis en place. Mais que se passe-t-il quand ils ne suffisent pas et conduisent à des cassures de l’ADN ? Durant ma thèse, j’ai étudié les réponses rétrogrades, activées lors des dommages de l’ADN mitochondrial. Pour cela, j’ai utilisé des mutants affectés dans la réparation et la maintenance de du mtDNA, ainsi que des lignées mitoTALEN, permettant d’induire des cassures dans une région non codante ou redondante du génome. À l’échelle cellulaire, la réponse aux dommages de l’ADN mitochondrial (mtDDR) semble affecter la croissance via une altération dans la progression du cycle cellulaire. Cette dernière implquerait le facteur de transcription SOG1. En effet, la mtDDR induit l’expression de plusieurs gènes impliqués dans la réponse aux dommages de l’ADN nucléaire, dont la voie SOG1-dépendante. Par ailleurs, la mtDDR impliquerait également l’activation de la voie NAC017-dépendante, spécifiquement induite en réponse à un stress mitochondrial.Mitochondrial DNA (mtDNA) is exposed to various stresses that may, compromise the integrity of the mitochondrial genome. To counteract these threats and limit their impact, mtDNA repair mechanisms are activated. However, what happens when these surveillance systems are insufficient and lead to DNA breaks? During my PhD, I investigated retrograde responses that are activated in response to mitochondrial DNA damage. To this end, I used mutants defective in mtDNA repair and maintenance, as well as mitoTALEN lines designed to induce DNA breaks in non-coding or redundant regions of the mitochondrial genome. At the cellular level, the mitochondrial DNA damage response (mtDDR) appears to affect growth, in part through changes in cell cycle progression. This effect may be mediated by the transcription factor SOG1. Indeed, mtDDR triggers the expression of several genes involved in the nuclear DNA damage response, including those of the SOG1-dependent pathway. Moreover, mtDDR also appears to involve the activation of the NAC017-dependent pathway, which is known to be specifically induced under mitochondrial stress conditions
Électrolytes sûrs pour les batteries lithium-soufre à haute énergie
No full textLes batteries lithium-soufre (LSBs) sont considérées comme l'un des candidats les plus prometteurs pour les systèmes de stockage d'énergie de la prochaine génération. Parmi tous les matériaux d'électrode positive existants, le soufre possède l'une des capacités spécifiques théoriques les plus élevées, atteignant 1675 mAh g-1, et il s'agit d'une ressource naturelle respectueuse de l'environnement. En outre, au niveau de la cellule, le couplage du lithium métallique et du soufre permet d'obtenir une énergie spécifique théorique de 2 600 Wh kg-1, ce qui surpasse les batteries lithium-ion traditionnelles. Malgré leur potentiel, le développement des LSBs est confronté à des défis intrinsèques, notamment la nature isolante du soufre, les problèmes liés au sulfure de lithium comme produit final, l'« effet de navette » causé par les intermédiaires solubles du polysulfure, la formation de dendrites de lithium, ainsi que les problèmes de sécurité liés à l'inflammabilité et aux fuites possibles des électrolytes liquides organiques traditionnels, ce qui limite la commercialisation des LSBs. Dans cette thèse, les électrolytes quasi solides polymères (PQSSE) ont attiré l'attention pour leur potentiel à agir comme une barrière physique ou chimique contre la migration du polysulfure, la suppression de la croissance de la dendrite de lithium, et leur haute résistance à la flamme. En outre, les PQSSE se distinguent par leur sécurité et leur flexibilité accrues par rapport à d'autres types d'électrolytes à l'état solide. Cette thèse se concentre sur la fabrication optimisée de cathode VACNTs@S et sur la synthèse de quatre types d'électrolytes polymères potentiels par polymérisation et réticulation. Diverses stratégies de synthèse, y compris les approches in-situ et ex-situ, ont été explorées pour évaluer leur impact sur les performances des LSBs. De plus, les électrolytes à l’état gélifié et les électrolytes solides sous forme de membrane ont été comparés afin d’évaluer leur compatibilité avec la cathode nanostructurée [email protected] batteries (LSBs) are regarded as one of the most promising candidates for next-generation energy storage systems. Among all existing positive electrode materials, sulfur boasts one of the highest theoretical specific capacities, reaching 1675 mAh g-1 and it is an environmentally friendly natural resource. Furthermore, at the cell level, the coupling of metallic lithium and sulfur yields a theoretical specific energy of 2600 Wh kg-1, surpassing traditional lithium-ion batteries. Despite their potential, the development of LSBs faces intrinsic challenges, including the insulating nature of sulfur, end-product lithium sulfide issues, the "shuttle effect" caused by soluble intermediates of polysulfide, the lithium dendrite formation, as well as the safety concerns related to the flammability and possible leakage of traditional organic liquid electrolytes, which limits the commercialization of LSBs. In this thesis, polymer quasi solid-state electrolytes (PQSSEs) have gained attention for their potential to act as a physical barrier or chemical barrier against polysulfide migration, suppression of lithium dendrite growth, and their high flame resistance. Furthermore, PQSSEs stand out due to their increased safety and flexibility compared with other types of solid-state electrolytes. This thesis focuses on the fabrication of optimized VACNTs@S cathode configurations and synthesis of four types of potential polymer electrolytes via polymerization or cross linking reaction. Various synthesis strategies, including in-situ and ex-situ approaches, were explored to evaluate their impact on the performance of LSBs. Additionally, gel-state and membrane solid-state electrolytes were compared to assess their compatibility with well-designed nanostructured VACNTs@S cathode configuration
Investigation of the involvement of platelet ITAM receptors FcγRIIA and GPVI in hemostasis, arterial thrombosis and ischemic stroke
No full textLa thrombose artérielle est une cause majeure d’accidents vasculaires cérébraux ischémiques (AVCi), une des principales causes de mortalité dans le monde. Bien que divers agents antiplaquettaires aient été développés pour traiter la thrombose artérielle, ils impactent l’hémostase et augmentent le risque de saignement, particulièrement critique en cas d’AVCi. Ce travail porte sur deux récepteurs ITAM plaquettaires : FcγRIIA et GPVI. L’objectif était de mieux comprendre le rôle de FcγRIIA dans l’hémostase et la thrombose artérielle en l'absence de complexes immuns, ainsi que d’évaluer l’implication de GPVI dans la physiopathologie de l’AVCi et l’effet de son inhibition par un agent anti-GPVI. À travers des approches in vitro et in vivo chez la souris, nous montrons que FcγRIIA ne joue pas un rôle déterminant dans l’hémostase ni la thrombose artérielle en l’abscence de complexes immuns, en faisant une cible peu prometteuse. En revanche, la GPVI humaine contribue significativement à la sévérité de l’AVCi et aux phénomènes de thrombo-inflammation chez la souris. Son inhibition réduit les lésions cérébrales et l’inflammation, tout en améliorant la récupération des patients soulignant ainsi son potentiel thérapeutique.Arterial thrombosis is a major cause of ischemic stroke, one of the leading causes of mortality worldwide. Although various antiplatelet agents have been developed to treat arterial thrombosis, they affect hemostasis and increase the risk of bleeding, which is particularly critical in the context of ischemic stroke. This study focuses on two platelet ITAM receptors: FcγRIIA and GPVI. The objective was to better understand the role of FcγRIIA in hemostasis and arterial thrombosis in the absence of immune complexes, as well as to assess the involvement of GPVI in ischemic stroke pathophysiology and the effect of its inhibition by an anti-GPVI agent. Using in vitro and in vivo approaches in mice, we show that FcγRIIA does not play a significant role in hemostasis or arterial thrombosis in the absence of immune complexes, making it an unpromising therapeutic target. In contrast, human GPVI significantly contributes to ischemic stroke severity and thrombo-inflammatory events in mice. Its inhibition reduces cerebral lesions and inflammation, and improves patient recovery, highlighting its therapeutic potential
Nanoparticules cœur-couronne pour le traitement du cancer de la prostate : de la formulation à l'évaluation in vivo
No full textLa chimiothérapie conventionnelle repose sur l'utilisation de molécules cytotoxiques ciblant les cellules à division rapide. Bien qu'efficaces contre de nombreux cancers, ces traitements sont hautement toxiques et peuvent provoquer des effets secondaires sévères, limitant souvent leur fenêtre thérapeutique. Parmi ces agents, la gemcitabine est largement utilisée en oncologie, mais elle souffre d'une instabilité biologique et d'une toxicité importante, nécessitant l'administration de doses élevées pour atteindre une efficacité thérapeutique.Afin d'atténuer ces inconvénients, les chercheurs ont exploré les systèmes de délivrance de médicaments (DDS) à base de nanoparticules, dans le but d'améliorer la pharmacocinétique et le profil de sécurité des agents chimiothérapeutiques. Le succès des DDS déjà approuvés en clinique, capables de réduire la toxicité tout en préservant l'efficacité des chimiothérapies, illustre le potentiel de ces approches. Cependant, le développement de DDS pour la gemcitabine a rencontré plusieurs défis.Depuis 2015, l'attention s'est portée sur la gemcitabine monophosphate (GemMP), encapsulée dans des nanoparticules hybrides organiques-inorganiques (MOFs) à base de trimésate de fer. Ces structures poreuses permettent une incorporation aisée de GemMP en solution aqueuse. L'efficacité repose sur la coordination de cette molécule avec les sites métalliques des MOFs. Bien que des résultats prometteurs aient été rapportés in vitro et in vivo, certains obstacles subsistent quant à la traduction clinique de ces MOFs en tant que DDS. Parmi ces obstacles, la clairance rapide des MOFs dans la circulation sanguine constitue une limite majeure, ces dernières étant éliminées en moins de trois heures chez l'animal. Pour surmonter ce problème, des recouvrements en polyéthylène glycol (PEG) ont été développés afin de réduire la reconnaissance immunitaire et de prolonger la circulation systémique. En particulier, un copolymère dextrane-alendronate-PEG (DAP) s'est révélé particulièrement efficace pour réduire l'interaction avec les macrophages.S'appuyant sur ces avancées, ce projet doctoral vise à poursuivre le développement des MOFs revêtues de DAP comme systèmes d'administration de la GemMP. En comparant les résultats in vitro aux données précédentes, et en évaluant l'efficacité antitumorale de cette formulation in vivo, cette thèse cherche à apporter des preuves de la pertinence thérapeutique des MOFs PEGylés chargés en GemMP comme chimiothérapie. En particulier, le modèle de membrane chorioallantoïque (CAM) de poulet est proposé comme alternative in vivo aux modèles classiques de rongeurs. La thèse montre que le modèle CAM occupe une position intermédiaire entre les systèmes in vitro simplistes et les modèles murins plus complexes, permettant ainsi de valider ou d'exclure plus rapidement une formulation. Cette approche facilite l'optimisation rapide d'une formulation pour accélérer son processus de développement.Conventional chemotherapy relies on small cytotoxic molecules that target rapidly dividing cells. While effective against many cancers, these treatments are highly toxic and can cause severe side effects, often limiting their therapeutic window. Among these agents, gemcitabine is a widely used chemotherapeutic but suffers from biological instability and significant toxicity, necessitating high doses to achieve efficacy.To mitigate these drawbacks, researchers have explored nanoparticle-based drug delivery systems (DDS), aiming to improve the pharmacokinetics and safety profile of chemotherapeutic agents. The successes of approved DDS at reducing toxicity while preserving chemotherapeutics' efficacy exemplify the potential of such approaches. However, DDS for gemcitabine faced challenges.Since 2015, attention was given to gemcitabine monophosphate (GemMP), encapsulated within nanoscale metal-organic frameworks (MOFs) such as MIL-100(Fe). These porous structures allow simple loading of GemMP in aqueous solutions, with retention mediated by coordination between iron centers and phosphate groups. While promising in vitro and in vivo results were reported, some obstacles remain for the clinical translation of these MOFs as DDS. Among other, the rapid clearance of uncoated MOFs from the bloodstream is a major drawback, as they were found to be eliminated within three hours in animal models. To address this, researchers developed polyethylene glycol (PEG) coatings to reduce immune recognition and prolong systemic circulation. Notably, a dextran-alendronate-PEG (DAP) coating was particularly effective at reducing macrophage interaction.Building on these findings, the present doctoral project aims to advance the development of DAP-coated MOFs as delivery systems for GemMP. By comparing in vitro outcomes with prior data, by evaluating the antitumor efficacy of this formulation in vivo, the study seeks to provide robust evidence for the therapeutic relevance of PEGylated GemMP-loaded MOFs as chemotherapy.This doctoral research specifically employs the chicken chorioallantoic membrane (CAM) model as an in vivo alternative to conventional rodent models. The study demonstrates how the CAM model occupies an intermediate position between simplistic in vitro systems and the more complex rodent models, thereby enabling faster validation or rejection of a treatment. This approach facilitates the rapid refinement of a formulation to accelerate its development process
Development of chemical baits for the discovery of biological recognition molecules
No full textLes VHHs (fragments lourds variables des anticorps à chaines lourdes), ou nanobodies sont des petits fragments d'anticorps (15 kDa) utilisés pour la reconnaissance de protéines ou de petites molécules et présents naturellement chez les lamas et autres camélidés. La société Hybrigenics Services possède une banque synthétiques de VHHs humanisés et peut sélectionner des VHHs selon trois techniques de criblages différents : le phage display, le yeast display et le yeast triple hybride chimique. Le travail de thèse s'est focalisé sur des VHHs capable de reconnaître des petites molécules. Trois cibles illustrant la diversité des champs d'applications ont été choisies : la chlordécone (pesticide organochloré extrêmement persistant à l'origine d'une crise environnementale et sanitaire majeure aux Antilles), le tétrahydrocannabinol (THC) (psychotrope réglementé en France dont un dérivé, le cannabidiol (CBD) est autorisé), la biotine (ou vitamine B8 en France, possédant une interaction non covalente parmi les plus fortes connues avec l'avidine et la streptavidine très largement utilisée en biotechnologie).La sélection des VHHs a nécessité la synthèse chimique d'appâts moléculaires comportant trois parties : la molécule d'intérêt, un espaceur et une molécule de reconnaissance, biotine ou triméthoprime selon les cribles biologiques. La modification chimique des molécules cibles a été nécessaire pour la synthèse de ces appâts. Ainsi la chlordécone a été réduite chimiquement pour permettre le branchement de l'espaceur et la molécule de reconnaissance. Le THC a nécessité un effort plus poussé avec une modification de la structure de celui-ci avec des synthèses de six étapes, un couplage-clé à faible rendement et des méthodes de purification à mettre au point. Les appâts ont ensuite été utilisés pour réaliser des sélections par criblage en phage display, yeast display et yeast triple hybride.Des VHHs très performants ont ainsi pu être obtenus contre les appâts synthétisés pour le THC et la CLD. La capacité de reconnaissance de ces VHHs pour les molécules libres (THC, CLD et biotine) n'a cependant pas été suffisante pour déboucher d'ores et déjà sur des applications concrètes comme des méthodes de détections de ces petites molécules sur matrice réelle. Un travail supplémentaire d'amélioration des performances de ces VHHs reste donc à accomplir.VHHs (variable heavy fragments of heavy chain antibodies), or nanobodies, are small antibody fragments (15 kDa) used for the recognition of proteins or small molecules and are naturally present in llamas and other camelids. Hybrigenics Services has a synthetic library of humanised VHHs and has developed three different screening techniques for selecting VHHs against specific targets: phage display, yeast display and yeast triple chemical hybrid. The thesis work focused on VHHs capable of recognising small molecules. Three targets were chosen to illustrate the diversity of applications: chlordecone (an extremely persistent organochlorine pesticide which has led to a major environmental and health crisis in the French West Indies), tetrahydrocannabinol (THC) (a psychotropic drug regulated in France, structurally related to cannabidiol (CBD), an other cannabinoid authorised) and biotin (or vitamin B8 in France, which has one of the strongest non-covalent interactions known with avidin and streptavidin, widely used in biotechnology).The selection of VHHs required the chemical synthesis of molecular baits comprising three parts: the molecule of interest, a spacer and a TAG molecule, biotin or trimethoprim depending on the biological screenings. Chemical modification of the target molecules was necessary to synthesise these baits. Chlordecone, for example, was chemically reduced to enable the spacer and TAG molecule to be connected. THC bait required a more extensive effort, with a modification of THC structure involving six-step syntheses, a low-yield key coupling step and the development of purification methods. The baits were then used to carry out selections by phage display, yeast display and yeast triple hybrid screening.Highly effective VHHs were obtained against synthesised baits for THC and CLD. However, the recognition capacity of these VHHs for free molecules (THC, CLD and biotin) was not sufficient to immediately lead to concrete applications such as detection methods for these small molecules on real matrices. Further work remains to be done to improve the performance of these VHHs