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Université de Franche-Comté
/ 05-12-2008
Bouranene Saliha
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La complexité des mécanismes de transport en nanofiltration (NF) nécessite le développement d’outils de modélisation fiables permettant de comprendre et d’optimiser les opérations de séparation par cette technique. La présente étude comprend deux volets. Le premier porte sur la rétention de solutés neutres (PEG 600) seuls et en présence de sels minéraux par une membrane céramique de NF. Les résultats obtenus montrent que la rétention du soluté neutre chute en présence de sels et que la chute s’accentue en augmentant la concentration du sel. Ce phénomène est attribué à la déshydratation partielle des molécules de PEG. Ceci semble confirmé par l’étude de l’influence de la nature du sel (effet de la taille et de la charge) qui montre que la diminution du rayon de Stokes des PEGs suit la série de Hofmeister. Le deuxième volet de cette étude porte sur l’évaluation de la NF pour l’élimination des ions cobalt et plomb et l’identification des différents mécanismes intervenant dans leur séparation. La caractérisation structurale de la membrane a été effectuée à partir de la modélisation des taux de rejet expérimentaux du glucose. Les résultats indiquent une forte rétention des deux ions présents seuls ou en mélange dans la solution d’alimentation. Les mécanismes de transport régissant la rétention de ces ions ont été étudiés par le modèle SEDE « Steric Electric and Dielectric Exclusion ». Ce dernier repose sur l’évaluation de cinq p etparamètres : rp, Δx/Ak, X, m. Il est montré que les effets diélectriques (effets de Born ou charges images) interviennent en plus des effets stériques et électriques dans les mécanismes de rétention de ces deux ions. En outre, les résultats mettent en évidence un phénomène de régulation de charge intervenant à l’intérieur des pores de la membrane.
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Université de Franche-Comté
/ 19-12-2008
Marmier-Savet Caroline
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La greffe de Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH) représente une alternative thérapeutique majeure dans le traitement de certaines hémopathies. Les CSH peuvent être obtenues par mobilisation des cellules souches périphériques (CSP) sanguines par le facteur de croissance des granuleux : le G-CSF. Les effets immunologiques de la mobilisation par G-CSF à court terme chez le donneur sont connus, en revanche, ses effets à long terme le sont moins. Nous avons réalisé une étude sur 24 donneurs afin d'observer les altérations induites par cette mobilisation. Des échantillons sanguins sont prélevés avant, au moment et 1, 3, 6 et 12 mois après la mobilisation. Le nombre de certaines cellules sanguines et de leur capacité à produire des cytokines ou des immunoglobulines sont perturbés par la mobilisation mais retrouve des valeurs normales 3 à 6 mois après. En revanche, la mobilisation par G-CSF est associée avec une aneuploidie des cellules CD34- persistante au delà de 6 mois post-mobilisation. Le risque à long terme de l'administration de G-CSF devra être plus amplement étudié. La transplantation de CSP après conditionnement d'intensité réduite entraine moins de toxicité immédiate. Nous avons étudié plusieurs paramètres post-greffe de 20 receveurs. La prise de greffe était rapide, le nombre de cellules CD8 est revenu à une valeur normale 4 mois après greffe alors que la reconstitution des cellules CD4 est beaucoup plus lente. Plusieurs résultats (nombre de TREC, nombre de cellules mémoires...) montrent que ce type de greffe favorise une reconstitution par expansion périphérique des cellules T qui avec d'autres cellules peuvent limiter la survenue d'infections post-transplantation.
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Université de Franche-Comté, Université de Technologie Belfort-Montbéliard (UTBM)
/ 05-11-2008
Farooq Jawad Ahmed
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Ce travail de recherche a porté sur la modélisation des machines synchrones à aimants permanents (MSAP) lors des régimes de fonctionnements défaillants. Deux défauts fréquents et couplés dans ces machines ont été étudiés : la désaimantation des aimants et le court-circuit entre spires. L’objectif est de développer des modèles aidant à la compréhension de ces phénomènes, dans l’optique de réaliser des opérations de diagnostic mais également pour optimiser la conception de ces machines. Concernant le défaut de désaimantation, deux modèles ont été développés. Le premier est du type analytique et est basé sur la résolution des équations du potentiel vecteur dans les régions de la machine (entrefer et aimant). Le deuxième modèle, a été développé à travers la représentation de la machine à l’aide d’un réseau de perméances équivalent (RDPE). L’étude comparative entre ces derniers a montré que le modèle du RDPE est plus précis que le modèle analytique. Cet avantage du RDPE revient au fait que la géométrie réelle de la machine est prise en compte tant dis que la méthode analytique se base sur la simplification de la géométrie (lissage de l’entrefer, pas d’effets de bord). Néanmoins, le modèle analytique garde son intérêt car il offre l’avantage d’être plus rapide à exécuter et plus générique que celui du RDPE. De plus, il peut être facilement ajusté pour améliorer la précision en adaptant simplement, certains de ses harmoniques. Pour le défaut de court-circuit entre spires dans les MSAP, un modèle dynamique a été développé. Les résultats de simulation montrent qu’un court-circuit entre spires produit des ondulations de fréquence double dans le couple et la vitesse et un harmonique d’ordre 3 dans les courants. En se basant sur les modèles de la désaimantation, une technique de détection de défaut des aimants dans les MSAP, a été mise en oeuvre. Il s’agit d’une méthode d’indentification fondée sur un algorithme qui utilise comme entrées les données d’une grandeur électromagnétique de la machine telle que la FEM, pour chercher itérativement la distribution de l’induction rémanente des aimants. Les résultats obtenus montrent que cet algorithme arrive à détecter avec une certaine précision l’endroit des désaimantations. Au niveau du temps de calcul le modèle analytique et beaucoup plus rapide que le modèle RDPE. Après avoir comparé les modèles proposés avec des simulations par éléments finis, une maquette expérimentale a été mise en place afin de valider les résultats obtenus. Des essais expérimentaux sur les défauts de court-circuit ont été réalisés sur une MSAP du type : aimants insérés. Les mesures étaient en bonne corrélation avec ceux donnés par le modèle dynamique et par des simulations éléments finis. A ce jour, une technique de commande scalaire se basant sur la mesure de position à l’aide d’un résolveur a été implantée dans la maquette expérimentale. Cette dernière permet d’effectuer les tests de court-circuit sur des MSAP jusqu’à 2kW de puissance. Il reste à conduire des mesures sur une machine présentant le défaut de désaimantation, en abimant par exemple l’un des pôles de la machine actuelle.
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Université de Franche-Comté
/ 18-01-2008
Vedadi Armand
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Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font partie de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apportés par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 ~m en utilisant des fibres à cristal photonique.
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Université de Franche-Comté
/ 20-10-2008
Dumrongsak Pekthong
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L’utilisation des plantes comme alternative et/ou complément à un traitement médicamenteux classique devient actuellement populaire. Du fait de la prise conjointe de médicament et de plantes, l’interaction plantes/médicaments est envisageable en pharmacocinétique et en pharmacodynamique. Les patients pratiquent également une automédication avec plusieurs plantes ou préparations à bases de plantes, conjointement au traitement médical. Croyant cette pratique sure, l’automédication est le plus souvent faite sans même en avertir le médecin traitant. Il est donc important d’identifier les interactions plantes/médicament potentielles afin de prendre toutes les précautions qui s’imposent pour l’administration de plantes. Andrographis paniculata - plante de la famille des Acanthaceae - est un exemple de plante médicinale utilisée depuis plusieurs siècle en Asie pour traiter les maladies chroniques et infectieuses. Dans une première partie de ce travail sont présentées successivement une revue sur d’Andrographis paniculata, une sur la biotransformation des xénobiotiques, particulièrement celle des cytochromes P450, l’enzyme la plus importante du métabolise des xénobiotiques, et enfin une sur des exemples d’interactions plante/médicament. Dans une seconde partie, les résultats expérimentaux sont présentés. Ils peuvent être résumés de la manière suivante : les effets de l'extrait hydroalcoolique d’Andrographis paniculata (EAP), plante largement utilisée en médecine Thaïlandaise, et de son diterpène majoritaire, l’Andrographolide (AND), sur l'activité des CYPs hépatiques ont été examinés in vivo et in vitro chez le rat et in vitro chez l'Homme. In vitro, dans les microsomes hépatiques, l’EAP inhibe l’hydroxylation CYP2C-dependante du tolbutamide avec un Ki respectivement de 8,21 pour le rat et 7,51 μM pour l'Homme. Le mode d'inhibition est de type mixte mais probablement non métabolisme-dépendant. Après administration d’EAP et d’AND in vivo chez le rat, l’expression et l’activité du CYP2C11 ont significativement varié: une diminution de 30% de l’activité CYP2C11 a été observée à 0,5 et à 2,5 g d’EAP/kg/jour (correspondant respectivement à 5 et 25 mg d’AND/kg/jour), par rapport au groupe contrôle, ainsi qu’une diminution d'expression de l’isoforme CYP2C11. À 5 et 25 mg d’AND pur /kg/jour, l’activité CYP2C11-dependante est diminuée de 50% par rapport au contrôle. In vitro dans les cultures primaires d’hépatocytes de rat et humains, incubées avec 50 μM d’AND ou d’EAP, d’importantes diminutions des niveaux d'activité et de l’expression des ARNms des CYP2C et CYP3A ont également été mises en évidence. En conclusion, la présente étude montre qu’il n’est pas exclu que l'extrait d’Andrographis paniculata (EAP) ainsi que son diterpène majoritaire (AND), puissent provoquer chez l'Homme des interactions médicamenteuses en cas de co-administration avec des médicaments classiques, ceci par inhibition de l’expression et de l’activité des CYP2C9 et CYP3A4.
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Université de Franche-Comté
/ 25-11-2008
Imbaud Joël
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Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l’amélioration des sources ultra-stables de fréquences dans le domaine des temps courts (typiquement inferieurs à une minute). Deux voies d’investigations ont été explorées : la première concerne l’évaluation des potentialités des matériaux de la famille de la langasite (LGS). Une classification des coefficients de qualité (Q) des matériaux LGS et langatate (LGT) en fonction de leurs provenances a été mise en évidence. Les premiers prototypes de résonateurs à ondes de volume ont été réalisés dans un cristal de LGT à fort Q. A cette occasion un procédé de fabrication spécifique a été mis au point. Une électronique d’oscillateur et un packaging thermique adaptés aux caractéristiques de ces résonateurs ont été développés. Enfin, ces premiers prototypes d’oscillateurs ont été caractérisés en terme de stabilité temporelle et de vieillissement. La seconde voie exploratoire concerne la mise en place d’un ensemble expérimental permettant la réfrigération d’oscillateurs à résonateurs à ondes de volume à des températures inférieures à celles de l’hélium liquide (4,2K). Pour cela, des résonateurs en quartz de coupe SC et LD, et en LGT de coupe Y, ont été caractérisés à basses températures. Une campagne de mesures systématiques a révélé des coefficients de qualité exceptionnels pour certains modes de vibration. Par ailleurs, différents modèles de transistors ont été testés et l’une des références testées a été modélisée simplement, à température cryogénique. Deux premiers prototypes d’oscillateurs à résonateur à quartz de coupe SC ont été développés puis testés à basses températures. Il en résulte les toutes premières caractérisations en termes de stabilité temporelle.
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Université de Franche-Comté
/ 25-11-2008
Marboeuf Ulysse
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Les Objets Transneptuniens (OTN) et les comètes à courte période sont considérés comme les vestiges directs de la nébuleuse primitive qui a donné naissance à notre système solaire. L'histoire dynamique et collisionnelle de ces objets pourrait laisser penser qu'ils ont été différenciés physico-chimiquement. L'objet du travail présenté ici est de déterminer si la matière dite "primordiale", incorporée dans les OTN, a perdu, d'une certaine manière, la mémoire de ses origines, en subissant des transformations physico-chimiques profondes lors de collisions successives. Nous analysons dans une première étape les conditions de formation et la structure des glaces incorporées dans les planétésimaux. Nous montrons que la composition chimique initiale de la phase gazeuse du disque protoplanétaire a une incidence non négligeable sur 1a composition des planétésimaux formés de diverses glaces cristallines, et sur l'évolution thermique de l'ensemble des objets formés (planètes extrasolaires de faible masse et glacées, planètes géantes, satellites, comètes, ...) dans la région externe des disques protoplanétaires. Ainsi, les planètes extrasolaires de faible masse formées à l'origine dans un environnement froid peuvent être du type planètes "océan" ou "carbonées". Nous réalisons ensuite un modèle numérique de planétésimal, à la composition physico-chimique simplifiée, qui assure la conservation des quantités physiques (masse et énergie), et permet l'étude à long terme des planétésimaux dans la région transneptunienne. Ce modèle représente une matriœ poreuse composée d'éléments réfractaires et d'un mélange de différentes glaces. L'ensemble des processus physiques tels que les changements de phase (sublimation/condensation, cristallisation) et la modélisation des transferts thermiques et de masse y sont pris en compte. Le choix de la méthode d'intégration numérique et du cadre mathématique de résolution des équations de conservation (masse et énergie) est ensuite discuté. Le problème de la conservation des quantités physiques (masse e énergie) est abordé et l'erreur sur la conservation de la masse obtenue avec notre modèle est comparée à celle obtenue avec des modèles antérieurs. Nous montrons que l'erreur sur le bilan de masse obtenu par la méthode des volumes finis, utilisée dans œ modèle, permet de gagner au moins un ordre de grandeur sur celui des modèles antérieurs. Les améliorations apportées au modèle de planétésimal permettent d'obtenir une représentation de sa différenciation physico-chimique plus fiable sur le long terme et permettent l'étude de l'influence de collisions successives. Grâce à cela, nous pouvons analyser l'influence de la composition physico-chimique et celle de l'ensemble des paramètres physiques sur l'évolution thermique et physico-chimique de planétésimaux situés dans la région transneptunienne. Enfin, nous déterminons les laps de temps nécessaires entre deux collisions pour engendrer une évolution physico-chimique des objets cibles, à partir d'une composition originelle imposée. Nos résultats infirment l'hypothèse selon la laquelle les Ob.ets Transneptuniens pourraient être significativement affectés par le processus collisionnel.
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Université de Franche-Comté
/ 24-11-2008
Pellegrin Maxime
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L’athérosclérose, pathologie inflammatoire artérielle chronique, est à l’origine de la plupart des maladies cardiovasculaires qui constituent l’une des premières causes de morbidité et mortalité en France. Les études observationnelles et expérimentales montrent que l’exercice physique prévient la mortalité cardiovasculaire. Cependant, les mécanismes précisant les bénéfices cliniques de l’exercice sur l’athérosclérose sont encore largement inconnus. Le but général de ce travail a donc été d’explorer, en utilisant un modèle expérimental d’athérosclérose, la souris hypercholestérolémique génétiquement dépourvue en apolipoprotéine E, les mécanismes athéro-protecteurs de l’exercice. La dysfonction endothéliale, généralement associée aux facteurs de risque cardiovasculaire, serait l’une des étapes précoces majeures de l’athérogenèse. Elle est caractérisée par une diminution de la biodisponibilité en monoxyde d’azote (NO) avec la perte de ses propriétés vasculo protectrices, ce qui favorise un climat pro athérogène (stress oxydatif, adhésion et infiltration des cellules inflammatoires dans la paroi artérielle…) conduisant à la formation de la plaque athéromateuse. L’objectif de notre premier travail a donc été d’explorer les effets de l’exercice d’une part, sur le développement des plaques athéromateuses et d’autre part, sur la fonction endothéliale de la souris dépourvue en apolipoprotéine E. Nos résultats montrent que l’exercice réduit significativement l’extension de l’athérosclérose et prévient la dysfonction endothéliale. L’explication pharmacologique montre que l’exercice stimule la fonction endothéliale via, notamment, une plus grande sensibilité des récepteurs endothéliaux muscariniques, ce qui active les événements signalétiques cellulaires récepteurs-dépendants à l’origine d’une bioactivité accrue de NO. Les complications cliniques graves de l’athérosclérose sont induites par la rupture de la plaque instable provoquant la formation d’un thrombus occlusif et l’ischémie du territoire tissulaire en aval. L’objectif de notre deuxième travail a été d’examiner l’effet de l’exercice sur la qualité stabilité de la plaque. Nos résultats indiquent que l’exercice de longue durée stabilise la plaque en augmentant le nombre de cellules musculaires lisses et en diminuant le nombre de macrophages intra-plaques. Nos résultats montrent aussi que la phosphorylation de la eNOS (NO Synthase endothéliale) Akt dépendante n’est pas le mécanisme moléculaire majeur à l’origine de ce bénéfice. Enfin, dans notre troisième travail, nous avons investigué l’effet de l’exercice sur le développement de la plaque vulnérable. Nos résultats montrent, chez un modèle murin de plaque instable (modèle d’hypertension rénovasculaire à rénine et angiotensine II élevés) que l’exercice prévient l’apparition de la plaque vulnérable indépendamment d’un effet hémodynamique. Ce bénéfice serait associé à une diminution de l’expression vasculaire des récepteurs AT1 de l’Angiotensine II. Nos résultats justifient l’importance de l’exercice comme outil préventif des maladies cardiovasculaires.
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Université de Franche-Comté
/ 14-12-2008
Maris Mihaï
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Résumé :
Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l’existence et l’étude qualitative des solutions des équations aux dérivées partielles non linéaires, et tout particulièrement des solutions ayant une structure spatiale et temporelle bien définie, appelées suivant les cas ondes stationnaires, ondes progressives, ondes solitaires, ou de manière générale ondes non linéaires. Ces structures sont bien observées expérimentalement et numériquement, et très souvent jouent un rôle majeur dans la dynamique des systèmes correspondants. Les systèmes considérés sont des modèles concrets issus de la mécanique des fluides, de la superfluidité, de la superconductivité ou de la physique des transitions de phase. A titre d’exemples, on peut citer les très nombreux modèles représentant différentes approximations de la propagation des ondes à la surface libre d’un fluide (équations de Benjamin-Ono, de Kadomtsev-Petviashvili, ou de Benney-Luke). D’autre part, il convient de mentionner les différentes variantes de l’équation de Schrödinger non-linéaire (comme l’équation de Gross-Pitaevskii, l’équation de Hartree ou l’équation de Schrödinger avec nonlinéarité de type ”ψ3 − ψ5”) qui interviennent dans l’étude des condensats de Bose-Einstein, la supraconductivité et la superfluidité.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 12-09-2008
Rouss Vicky
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Ce travail a été réalisé dans le cadre de FCLAB, institut national de recherche sur les systèmes piles à combustible, avec pour objectif de développer, dans une approche expérimentale, une procédure d'identification, c'est-à-dire de reconnaissance du comportement, de systèmes mecaniques complexes. Pratiquement, il apporte une contribution à la modélisation de l'aspect mécanique vibratoire d'une pile à combustible de type PEM. La première partie de ce mémoire développe le sujet de la thèse. Elle comporte trois sous-parties: une présentation de la plate-forme des essais vibratoires de l'UTBM, une introduction aux systèmes mécaniques complexes ainsi qu'à leur procédure d'identification et une description de la pile à combustible de type PEM en développant son aspect mécanique non-linéaire. La procédure d'identification des systèmes mécaniques complexes comporte trois étapes qui vont définir les parties deux, trois et quatre susccessivement. La première étape est la réalisation des essais vibratoires. Pour cela, une procédure des essais vibratoires pour des systèmes complexes est développée dans la partie deux. Cette procédure est fondamentale pour le bon déroulement des essais et la bonne exploitation des résultats. Les données tirées des essais sont utilisées pour les deux étapes suivantes. La deuxième partie de la procédure d'identification, développée dans la troisième partie, consiste à caractériser les non linéarités à partir des données expérimentales. La caractérisation englobe la détection, le classement et la localisation des non-linéarités. La troisième et dernière partie de la procédure d'identification traite de la modélisation des systèmes mécaniques complexes avec les réseaux de neurones. Elle explique la démarche de création d'un modèle neuronal et est développée dans la quatrième partie. Pour conclure ce mémoire, la procédure d'identification d'un système complexe, allant de la réalisation des essais vibratoires, la caractérisation des non-linéarités jusqu'à la modélisation par réseaux de neurones est appliquée à une pile à combustible de type PEM. Les résultats sont exposés et commentés dans la cinquième partie.
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