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Les immunoglobulines, marqueurs de la lignée lymphocytaire B, constituent, sous leur forme sécrétée, les effecteurs solubles de la réponse humorale adaptative. Dans les gammapathies monoclonales, les immunoglobulines monoclonales, sécrétées par le clone anormal de lymphocytes B, vont être utilisées comme marqueurs diagnostiques et comme marqueurs quantitatifs pour le suivi et la réponse au traitement.Les techniques de caractérisation des immunoglobulines actuellement disponibles en routine biologique sont l’immunofixation, technique semi-automatisée, et l’immunotypage capillaire, technique complètement automatisée. Si du fait de son automatisation, l’immunotypage capillaire a supplanté l’immunofixation dans la plupart des laboratoires, dans la littérature, les anciens travaux comparant ces deux techniques indiquent que l’immunotypage serait moins sensible que l’immunofixation pour la détection des immunoglobulines monoclonales. Il est plutôt proposé que la différence de sensibilité serait liée à une formation et une expérience insuffisantes des examinateurs à l’immunotypage.Dans un contexte de progrès thérapeutiques majeurs dans la prise en charge des patients atteints de myélome permettant d’obtenir des niveaux réponse toujours plus bas, l’intérêt de l’utilisation de techniques plus sensibles est patent. C’est dans ce cadre que la société The Biding Site prévoit la commercialisation d’une plateforme de spectroscopie de masse, présentant cette technologie comme une alternative automatisable et plus sensible aux immunofixations et qui serait ainsi concurrentielle à l’immunotypage.Ce travail bibliographique passe en revue les caractéristiques des immunoglobulines et les différentes pathologies associées à la présence d’une immunoglobuline monoclonale, et s’attache à décrire les différentes méthodes immunochimiques de détection, caractérisation et quantification des immunoglobulines monoclonales. Ce travail permet également d’introduire mon projet de mémoire, dont l’objectif principal est d’évaluer l’apport de l’immunofixation dans la démarche diagnostique par rapport à l’immunotypage. Les premiers résultats de ce travail, portant sur la comparaison rétrospective des deux techniques sur 72 cas, permettent de conclure que leurs performances sont très proches, quand elles sont interprétées par un examinateur expérimenté. Ces résultats devront être confirmés dans un travail prospectif, portant sur une cohorte sélectionnée et impliquant des examinateurs différents. Ces données seront présentées dans mon mémoire de DES.

Cet article présente un nouveau banc expérimental nommé In-CASE (In-Cloud Aerosol Scavenging Experiment) qui permet la mesure de l'efficacité avec laquelle les aérosols sont collectés par les gouttes de nuage. La charge électrique et la taille de l'aérosol et de la goutte y sont rigoureusement contrôlées, au même titre que la température et l'humidité relative pour être le plus représentatif des conditions rencontrées dans les nuages. Ainsi, In-CASE facilite l'étude de l'ensemble des effets microphysiques agissant dans la capture de l'aérosol par le nuage. Des mesures d'efficacité incluant les effets électriques sont ainsi présentées et confrontées au modèle théorique développé., This article presents a new bench called In-CASE (In-Cloud Aerosol Scavenging Experiment) enabling to measure the efficiency with which aerosol particles are collected by water cloud droplets. Electrical charges and sizes of aerosol and droplet are carefully controlled, as well as temperature and relative humidity to be representative of cloud conditions. Thus, In-CASE is able to study the whole microphysic effects involved in the in-cloud scavenging. The measures of collection efficiency including electrostatic effects are then presented and compared to a theoretical model developed.

The release of manufactured nanoparticles (NPs) into the environment has profound repercussions on the physico-chemical equilibria operating in natural aquatic media. In order to appreciate these repercussions, it is critical to address, among other things, the interaction mechanisms between NPs and the biotic compartment of ecosystems, in particular bacteria in planktonic state or organized in a biofilm. In this context, this thesis work was devoted to the understanding of the physico-chemical interactions between silica nanoparticles with -NH2 or -COOH functionalized surface, and several mutants of a bacterial model system (Escherichia coli) selectively displaying different types of surface appendages at their periphery (YeeJ adhesive proteins or pili-F protein filaments). The use of electrophoresis applied to bacteria-NPs binary suspensions made it possible to detect (i) the electrostatic signatures of the first stages of interactions, (ii) the changes in the electro-hydrodynamic characteristics of both bacteria and NPs due to membrane damage and acquisition of bio-corona by NPs following the release of cellular compounds, and (iii) the strong dependence of the electrokinetic properties of both cells and nanoparticles on the nature of the parietal biostructure, on NPs concentration and on solution pH. The use of atomic force microscopy further allowed the evaluation of cells morphology depending on cells exposure conditions, as well as their surface roughness, these results corroborating the conclusions derived from electrokinetic study. The second part of this thesis, exploratory in nature, concerns the analysis by a 3D imaging technique (holotomography, no sample labelling required) of the structure of bacterial biofilms generated in the presence of NPs. A method for exploiting holotomographic data is proposed and leads to the determination of different proxies characterizing the structure of the biofilm, in particular its thickness, its density profile, or the identification of ‘chimneys’ at the biofilm/solution interface. The capabilities of the method to evaluate these physicochemical fingerprints are tested on a biofilm generated from bacteria decorated with YeeJ proteins. The impacts of silica nanoparticles on the structure of this biofilm are then discussed according to the nature of their functional surface groups (-NH2 or -COOH).; La dissémination de nanoparticules (NPs) manufacturées dans l’environnement entraine de profondes répercussions sur les équilibres physico-chimiques des milieux aquatiques. Afin de comprendre ces répercussions, il est essentiel d’analyser, entre autres choses, les mécanismes d’interactions des NPs avec le compartiment biotique des écosystèmes, en particulier avec les bactéries à l’état planctonique ou organisées en un consortium appelé biofilm. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont été consacrés à la compréhension des interactions physico-chimiques entre des NPs de silice présentant une surface fonctionnalisée par des groupements terminaux -NH2 ou -COOH, et plusieurs mutants d’un système modèle bactérien (Escherichia coli) arborant de manière sélective différents types d’appendices de surface (protéines adhésives de type YeeJ ou filaments protéiques pili-F). L’utilisation de l’électrophorèse appliquée à des suspensions binaires bactéries-NPs a permis de détecter (i) les signatures électrostatiques des premiers stades d’interactions, (ii) les changements des caractéristiques électro-hydrodynamiques des bactéries et des NPs dus aux modifications de la surface des bactéries et à l’acquisition de bio-couronne par les NPs suite au relargage de composés cellulaires, et (iii) une forte dépendance des propriétés électrocinétiques des cellules et nanoparticules à la concentration en NPs et au pH de la solution, et ce, en fonction de la nature des biostructures pariétales. La microscopie à force atomique a permis d’évaluer la morphologie des cellules selon leurs conditions d’exposition aux NPs, ainsi que leur rugosité de surface, ces résultats corroborant les conclusions dérivées des études électrocinétiques. Le deuxième volet de cette thèse, plus exploratoire, concerne l’analyse, par une technique d'imagerie 3D sans marquage (holotomographie) de la structure de biofilms bactériens générés en présence de NPs. Une méthode d’exploitation des données holotomographiques est proposée pour la détermination de différents proxys caractérisant la structure du biofilm, en particulier son épaisseur, son profil de densité, ou l’identification de ‘cheminées’ à l’interface biofilm/solution. Les capacités de la méthode à discerner ces identifiants physico-chimiques ont été testées sur un biofilm généré à partir de bactéries décorées de protéines YeeJ. L’impact des NPs de silice sur la structure de ce biofilm a alors été discuté en fonction de la nature de leurs groupements fonctionnels de surface (-NH2 ou -COOH).

The release of manufactured nanoparticles (NPs) into the environment has profound repercussions on the physico-chemical equilibria operating in natural aquatic media. In order to appreciate these repercussions, it is critical to address, among other things, the interaction mechanisms between NPs and the biotic compartment of ecosystems, in particular bacteria in planktonic state or organized in a biofilm. In this context, this thesis work was devoted to the understanding of the physico-chemical interactions between silica nanoparticles with -NH2 or -COOH functionalized surface, and several mutants of a bacterial model system (Escherichia coli) selectively displaying different types of surface appendages at their periphery (YeeJ adhesive proteins or pili-F protein filaments). The use of electrophoresis applied to bacteria-NPs binary suspensions made it possible to detect (i) the electrostatic signatures of the first stages of interactions, (ii) the changes in the electro-hydrodynamic characteristics of both bacteria and NPs due to membrane damage and acquisition of bio-corona by NPs following the release of cellular compounds, and (iii) the strong dependence of the electrokinetic properties of both cells and nanoparticles on the nature of the parietal biostructure, on NPs concentration and on solution pH. The use of atomic force microscopy further allowed the evaluation of cells morphology depending on cells exposure conditions, as well as their surface roughness, these results corroborating the conclusions derived from electrokinetic study. The second part of this thesis, exploratory in nature, concerns the analysis by a 3D imaging technique (holotomography, no sample labelling required) of the structure of bacterial biofilms generated in the presence of NPs. A method for exploiting holotomographic data is proposed and leads to the determination of different proxies characterizing the structure of the biofilm, in particular its thickness, its density profile, or the identification of ‘chimneys’ at the biofilm/solution interface. The capabilities of the method to evaluate these physicochemical fingerprints are tested on a biofilm generated from bacteria decorated with YeeJ proteins. The impacts of silica nanoparticles on the structure of this biofilm are then discussed according to the nature of their functional surface groups (-NH2 or -COOH)., La dissémination de nanoparticules (NPs) manufacturées dans l’environnement entraine de profondes répercussions sur les équilibres physico-chimiques des milieux aquatiques. Afin de comprendre ces répercussions, il est essentiel d’analyser, entre autres choses, les mécanismes d’interactions des NPs avec le compartiment biotique des écosystèmes, en particulier avec les bactéries à l’état planctonique ou organisées en un consortium appelé biofilm. Dans ce contexte, ces travaux de thèse ont été consacrés à la compréhension des interactions physico-chimiques entre des NPs de silice présentant une surface fonctionnalisée par des groupements terminaux -NH2 ou -COOH, et plusieurs mutants d’un système modèle bactérien (Escherichia coli) arborant de manière sélective différents types d’appendices de surface (protéines adhésives de type YeeJ ou filaments protéiques pili-F). L’utilisation de l’électrophorèse appliquée à des suspensions binaires bactéries-NPs a permis de détecter (i) les signatures électrostatiques des premiers stades d’interactions, (ii) les changements des caractéristiques électro-hydrodynamiques des bactéries et des NPs dus aux modifications de la surface des bactéries et à l’acquisition de bio-couronne par les NPs suite au relargage de composés cellulaires, et (iii) une forte dépendance des propriétés électrocinétiques des cellules et nanoparticules à la concentration en NPs et au pH de la solution, et ce, en fonction de la nature des biostructures pariétales. La microscopie à force atomique a permis d’évaluer la morphologie des cellules selon leurs conditions d’exposition aux NPs, ainsi que leur rugosité de surface, ces résultats corroborant les conclusions dérivées des études électrocinétiques. Le deuxième volet de cette thèse, plus exploratoire, concerne l’analyse, par une technique d'imagerie 3D sans marquage (holotomographie) de la structure de biofilms bactériens générés en présence de NPs. Une méthode d’exploitation des données holotomographiques est proposée pour la détermination de différents proxys caractérisant la structure du biofilm, en particulier son épaisseur, son profil de densité, ou l’identification de ‘cheminées’ à l’interface biofilm/solution. Les capacités de la méthode à discerner ces identifiants physico-chimiques ont été testées sur un biofilm généré à partir de bactéries décorées de protéines YeeJ. L’impact des NPs de silice sur la structure de ce biofilm a alors été discuté en fonction de la nature de leurs groupements fonctionnels de surface (-NH2 ou -COOH).

In the aeronautics sector, environmental concerns are becoming increasingly important. Engine manufacturers are looking for innovative solutions to increase efficiency while lowering costs. The objective is to optimize thermal conductivity and durability with the cyclic oxidation resistance. In this perspective, new thermal barrier systems synthesized by the sol-gel route from commercial powders, ceramics with various form factors and pore-forming agents have been implemented and evaluated. Some systems are a lifetime higher than 1000 cycles in cyclic oxidation. However, this increase in the operating temperatures of the engines induces an increase in the temperature of the surfaces of the thermal barriers and can generate further degradations of the complete system: the corrosion by CMAS. To overcome these disadvantages, it is possible to develop anti-CMAS coatings capable of reacting with CMAS compounds before they have a detrimental effect on the integrity of the thermal barrier. In this study, we were particularly interested in anti-CMAS protective coatings based on yttria and pyrochlore systems, which were tested on industrial thermal barriers realized by EBPVD. Moreover, the processes we have developed, based on the sol-gel path, allow us, because of their ease of implementation, to envisage promising prospects in terms of repair of damaged thermal barriers. Indeed, given the high cost of manufacturing parts, the blades should be repaired several times before being discarded. In this work, a shaping process has been evaluated in this direction. This is electrophoretic deposition which is a technique allowing to deposit on complex parts. The objective of these investigations was therefore twofold: firstly to create new thermal barrier systems with anti-CMAS properties by electrophoretic deposition and then to repair the damaged EBPVD thermal barriers and to deposit an anti-CMAS protective layer by this same process. This "process" aspect will be discussed at the end of this work.; Dans le secteur aéronautique en pleine expansion, les préoccupations environnementales prennent une place de plus en plus importante. Les motoristes recherchent des solutions innovantes pour augmenter les rendements tout en diminuant les coûts. Dans cette perspective, de nouveaux systèmes de barrières thermiques synthétisés par la voie sol-gel à partir de poudres commerciales, de céramiques avec différents facteurs de forme et d'agents porogènes ont été mis en œuvre et évalués. Certains systèmes présentent une durée de vie de plus de 1000 cycles en oxydation cyclique. Malgré tout, cet accroissement des températures de fonctionnement des moteurs, induit une élévation des températures de surfaces des barrières thermiques et peut générer de nouvelles dégradations du système complet : la corrosion à hautes températures par les CMAS. Pour pallier ces inconvénients, il est possible de développer des revêtements anti-CMAS, susceptibles de réagir avec les composés CMAS avant qu'ils n'aient un effet néfaste sur l'intégrité de la barrière thermique. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés particulièrement aux revêtements sacrificiels anti-CMAS à base d'yttrine et de systèmes pyrochlore, qui ont été testés sur des barrières thermiques industrielles de type EBPVD. Par ailleurs, les procédés que nous avons développés, basés sur la voie sol-gel, nous permettent, de par leur facilité de mise en œuvre, d'envisager des perspectives prometteuses en termes de réparabilité des barrières thermiques endommagées. En effet, compte tenu du coût élevé de fabrication des pièces, les aubes devraient être réparées plusieurs fois avant d'être mises au rebut. Dans ce travail, un procédé de mise en forme a été évalué dans ce sens. Il s'agit de l'électrophorèse qui est une technique bien adaptée au dépôt sur pièces complexes. L'objectif de ces investigations a donc été double : tout d'abord créer de nouveaux systèmes de barrières thermiques avec des propriétés anti-CMAS par électrophorèse puis réparer les barrières thermiques EBPVD endommagées et leur déposer une couche protectrice anti-CMAS par ce même procédé. Cet aspect " procédé " sera abordé en dernière partie de ces travaux.

New developments in power electronics allow increasing the power density of the conversion systems. This means that the insulating materials, such as the encapsulation in power modules, are more are more stressed. If the electric field reinforcements in insulating polymers reach critical values, this can lead to a partial discharge activity, electrical treeing and eventually a complete breakdown of the insulation. The objective of this thesis is to study the appropriate matching of the dielectric properties of insulating polymer composites in order to reduce the electrical stress in the regions of field reinforcement. A new approach to minimize the reinforcements is proposed through a local structuration of the composite material allowing an auto-adaptive permittivity gradient where the largest stresses are present. This structuration is achieved thanks to the application of a DC electric field during the elaboration process of the composite material, leading to the displacement of the particles by electrophoresis. The field grading material is an epoxy matrix filled with high permittivity particles (strontium titanate SrTiO3 or barium titanate BaTiO3). Applying a DC electric field on the liquid resin containing the particles induces their accumulation on the high voltage electrode, building an accumulated layer highly concentrated in particles, conferring to this region a higher permittivity. Each region of the structured composite (accumulated layer and low concentrated region) was characterized in terms of dielectric properties (permittivity and losses). While the low concentrated region of particles keeps a permittivity close to that of homogeneous composites one, the accumulated layer exhibits a significant increase due to the increase in the local particle content. The particle concentration in each region of the structured material were precisely determined, and the related permittivity values are in good agreement with the permittivity values of the homogeneous composite materials of the same filler content. This shows that the accumulated layer was not organized in a particular way. Regarding the dielectric strength of the accumulated layer, its values are large enough for the applications and these values follow the typical power law versus thickness. Finite element methods prove that these materials are appropriate for minimizing the electric field reinforcements at the triple point, between the metal, the ceramic and the encapsulation. These results highlight the interests of these new kind of field grading materials. They could allow improving the reliability and the robustness of power modules or other electrical systems working at high field.; Les développements récents en électronique de puissance visent à augmenter la densité de puissance totale dans les systèmes de conversion d'énergie. Cela contraint alors de plus en plus les matériaux isolants, tels que l'encapsulation dans les modules de puissance. Si les renforcements de champ électrique au sein des polymères isolants atteignent des valeurs critiques, cela peut entraîner une activité de décharges partielles, des arborescences voire la rupture totale de l'isolation. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'adaptation des propriétés diélectriques d'un polymère composite isolant afin de réduire les contraintes autour des zones de renforcements de champ électrique. Nous proposons une nouvelle approche de gradation de potentiel pour minimiser les renforcements de champ à travers une structuration locale du matériau composite sous forme d'un gradient de permittivité auto-adaptatif localisé là où les contraintes sont les plus intenses. Cette structuration est réalisée via l'application d'un champ électrique DC lors du procédé d'élaboration du matériau composite, permettant le déplacement par électrophorèse des particules. Le composite à gradient de permittivité est composé d'une matrice époxy chargée en particules à forte permittivité (titanate de strontium SrTiO3 ou titanate de baryum BaTiO3). L'action d'un champ électrique DC sur la résine liquide chargée en particules engendre leur accumulation vers l'électrode de plus fort potentiel, formant ainsi une couche fortement chargée, qui confère à cette région une permittivité plus élevée. Chaque région du composite structuré (zone de la couche accumulée et zone faiblement chargée en particules) a été caractérisée en termes de propriétés diélectriques (permittivité et pertes). Alors que la région des composites faiblement chargée en particules conserve une permittivité voisine de celle des composites homogènes, la couche accumulée présente une augmentation importante liée à l'augmentation de la densité de particules. Les concentrations en particules de chaque région du matériau structuré ont été déterminées précisément, et les valeurs de permittivités associées se corrèlent bien avec les valeurs de permittivité des matériaux composites homogènes de taux de chargement équivalent. Cela montre que la couche accumulée ne s'est pas organisée d'une façon particulière. Concernant la rigidité diélectrique de la couche accumulée, elle présente des valeurs suffisantes pour tenir les contraintes rencontrées et ses valeurs suivent la loi de puissance classique en fonction de l'épaisseur. Des simulations par éléments finis confirment l'intérêt de ces matériaux pour la minimisation des renforcements de champ électrique au niveau du point triple dans les modules de puissance. Ces résultats montrent tout le potentiel applicatif de ces nouveaux matériaux à gradient de champ. Ils pourraient permettre l'amélioration de la fiabilité et de la robustesse des modules de puissance et autres systèmes électriques travaillant sous fort champ.

The realisation of organic/inorganic coatings on metal substrates, prepared by sol-gel route and shaped by electrophoretic deposition (EPD), is a new combined process which has been the subject of only few studies. EPD technique offers an easy control of the thickness and morphology of the film even on substrates of complex shape, which are the main challenges for all kinds of deposition techniques used in various industrial fields. Moreover, sol-gel route has been extensively studied as a potential alternative pre-treatment to prepare a variety of materials with versatile applications from anti-corrosion to anti-wear. So, coupling these two techniques is one way to obtain both benefits on a same system. In this work, the electrophoretic deposition was performed on AA2024 from an aqueous sol suspension containing sol-gel boehmite nanoparticles (NPs). The influence of the applied voltage and deposition time on the deposit thickness was studied. The effect of the concentration of NPs, added in the precursor sol, on the thickness was also investigated. It is shown that an increase in the applied voltage and deposition time increased the thickness of the deposit film (from 2 to 11 µm). However, for a same voltage, increasing the concentration of NPs in the precursor sol, progressively increases the coating thickness (Figure 1.) and appears as a key parameter to adjust the coating thickness. Finally, it was demonstrated that a perfect control of the microstructure and the deposit thickness was achievable, thanks to both EPD parameters and sol properties. The electrochemical properties of the electrophoretic coatings are then studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and by rotating disk electrode and showed that the permeability of the coatings increased with the particles concentration.; L'objectif de ces travaux de thèse a été de développer un système de protection anticorrosion sur alliages d'aluminium 2024 en combinant le procédé sol-gel à la technique de dépôt par électrophorèse (ou EPD). Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à l'évaluation du couplage de la technique de dépôt par EPD, technique offrant l'avantage de réaliser des dépôts à la fois épais, couvrants et homogènes en épaisseur même sur pièces complexes, au procédé sol-gel, bien connu et fortement prometteur pour développer des revêtements anti-corrosion performants. Le travail de thèse s'est focalisé sur la réalisation de dépôts par électrophorèse à partir d'un sol hydride, chargé ou non en particules de boehmite (NPs), et sur l'étude de différents paramètres électrophorétiques (paramètres à la fois liés au medium et au procédé lui-même). Nous avons ensuite cherché à connaître les propriétés des revêtements mis en forme par EPD (propriétés anti-corrosion et perméabilité des films en particulier) via des caractérisations électrochimiques (étude par Spectroscopie d'Impédance Electrochimique (SIE), électrode à disque tournant (EDT)). Ces dernières études ont été réalisées sur alliage d'aluminium 2024 (AA2024), dans un premier temps, puis sur substrat modèle (substrat inerte tel que l'or (Au)) dans le but d'évaluer la réponse électrochimique intrinsèque du revêtement. Dans un premier temps, nous avons pu obtenir par EPD et de façon répétable, des dépôts homogènes et d'épaisseurs contrôlées sur AA2024 et Au. La croissance de ces dépôts est à la fois le résultat de la migration des NPs et de l'augmentation du pH interfacial, provoqué par l'électrolyse de l'eau mais responsable, à terme, d'une redissolution du film. Ce phénomène de redissolution/décollement a pu néanmoins être limité en modulant la forme du signal électrique (application d'un potentiel périodique). Aussi, nous avons démontré que la quantité de NPs présente dans le sol précurseur joue un rôle clé dans les épaisseurs de dépôts obtenues (des épaisseurs dans la gamme 7 à 20 µm ont pu être atteintes en doublant uniquement la concentration en NPs vectrices dans le sol précurseur). En ce qui concerne le comportement électrochimique des différents systèmes mis en forme par EPD, la modélisation des spectres SIE, via le logiciel Z view, montre que les propriétés barrières des revêtements chargés tendent à se dégrader plus vite avec le temps d'immersion que pour ceux obtenus sans particules. Nous avons finalement cherché à mesurer la perméabilité des films électrophorétiques via un dispositif de type électrode à disque tournant (EDT). Les résultats obtenus ont montré que le coefficient de perméabilité kf des films électrophorétiques évolue fortement, dès les premières heures d'immersion, et augmente d'autant plus que le système est chargé en NPs.

The realisation of organic/inorganic coatings on metal substrates, prepared by sol-gel route and shaped by electrophoretic deposition (EPD), is a new combined process which has been the subject of only few studies. EPD technique offers an easy control of the thickness and morphology of the film even on substrates of complex shape, which are the main challenges for all kinds of deposition techniques used in various industrial fields. Moreover, sol-gel route has been extensively studied as a potential alternative pre-treatment to prepare a variety of materials with versatile applications from anti-corrosion to anti-wear. So, coupling these two techniques is one way to obtain both benefits on a same system. In this work, the electrophoretic deposition was performed on AA2024 from an aqueous sol suspension containing sol-gel boehmite nanoparticles (NPs). The influence of the applied voltage and deposition time on the deposit thickness was studied. The effect of the concentration of NPs, added in the precursor sol, on the thickness was also investigated. It is shown that an increase in the applied voltage and deposition time increased the thickness of the deposit film (from 2 to 11 µm). However, for a same voltage, increasing the concentration of NPs in the precursor sol, progressively increases the coating thickness (Figure 1.) and appears as a key parameter to adjust the coating thickness. Finally, it was demonstrated that a perfect control of the microstructure and the deposit thickness was achievable, thanks to both EPD parameters and sol properties. The electrochemical properties of the electrophoretic coatings are then studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and by rotating disk electrode and showed that the permeability of the coatings increased with the particles concentration.; L'objectif de ces travaux de thèse a été de développer un système de protection anticorrosion sur alliages d'aluminium 2024 en combinant le procédé sol-gel à la technique de dépôt par électrophorèse (ou EPD). Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à l'évaluation du couplage de la technique de dépôt par EPD, technique offrant l'avantage de réaliser des dépôts à la fois épais, couvrants et homogènes en épaisseur même sur pièces complexes, au procédé sol-gel, bien connu et fortement prometteur pour développer des revêtements anti-corrosion performants. Le travail de thèse s'est focalisé sur la réalisation de dépôts par électrophorèse à partir d'un sol hydride, chargé ou non en particules de boehmite (NPs), et sur l'étude de différents paramètres électrophorétiques (paramètres à la fois liés au medium et au procédé lui-même). Nous avons ensuite cherché à connaître les propriétés des revêtements mis en forme par EPD (propriétés anti-corrosion et perméabilité des films en particulier) via des caractérisations électrochimiques (étude par Spectroscopie d'Impédance Electrochimique (SIE), électrode à disque tournant (EDT)). Ces dernières études ont été réalisées sur alliage d'aluminium 2024 (AA2024), dans un premier temps, puis sur substrat modèle (substrat inerte tel que l'or (Au)) dans le but d'évaluer la réponse électrochimique intrinsèque du revêtement. Dans un premier temps, nous avons pu obtenir par EPD et de façon répétable, des dépôts homogènes et d'épaisseurs contrôlées sur AA2024 et Au. La croissance de ces dépôts est à la fois le résultat de la migration des NPs et de l'augmentation du pH interfacial, provoqué par l'électrolyse de l'eau mais responsable, à terme, d'une redissolution du film. Ce phénomène de redissolution/décollement a pu néanmoins être limité en modulant la forme du signal électrique (application d'un potentiel périodique). Aussi, nous avons démontré que la quantité de NPs présente dans le sol précurseur joue un rôle clé dans les épaisseurs de dépôts obtenues (des épaisseurs dans la gamme 7 à 20 µm ont pu être atteintes en doublant uniquement la concentration en NPs vectrices dans le sol précurseur). En ce qui concerne le comportement électrochimique des différents systèmes mis en forme par EPD, la modélisation des spectres SIE, via le logiciel Z view, montre que les propriétés barrières des revêtements chargés tendent à se dégrader plus vite avec le temps d'immersion que pour ceux obtenus sans particules. Nous avons finalement cherché à mesurer la perméabilité des films électrophorétiques via un dispositif de type électrode à disque tournant (EDT). Les résultats obtenus ont montré que le coefficient de perméabilité kf des films électrophorétiques évolue fortement, dès les premières heures d'immersion, et augmente d'autant plus que le système est chargé en NPs.

National audience; La caracterisation isotopique des elements presents apres irradition dans les combustibles est d'une importance majeure pour la validation des codes de calculs neutroniques ou l'acces a des donnees nucleaires de bases. Le protocole actuel au laboratoire pour l'acquisition de donnees elementaires et isotopiques dans ces echantillons necessite plusieurs etapes de separation par chromatographie liquide. Dans une premiere etape, l'uranium (U), le plutonium (Pu) et les Produits de Fission (dont les lanthanides) sont separes puis les fractions purifiees d'U et de Pu sont analysees par spectrometrie de masse. L'objectif de cette etude est le developpement d'une separation U/Pu/lanthanides (Ln) par methode electrophoretique afin de minimiser les volumes d'effluents et les temps d'exposition aux echantillons radioactifs. La separation est couplee a une detection par spectrometrie de masse a source plasma (ICP-MS). Dans cette etude preliminaire, le thorium(IV) a servi d'analogue chimique du Pu(IV). Quatre electrolytes/complexants ont ete selectionnes pour l'etude de la separation par electrophorese capillaire l'acide acetique, l'acide 2,2-hydroxylmethylbutyrique (HMBA), l'acide formique et l'acide malonique. L'acide acetique s'est revele etre l'electrolyte/complexant le plus adapte pour separer l'U, le Th et les Ln. Il permet d'obtenir une plus grande difference de mobilite entre l'U et le Th que l'HMBA ou l'acide formique. De plus, avec l'acide acetique, l'U et le Th peuvent etre separes tout en etant maintenus sous forme cationique, alors que l'acide malonique forme des complexes anioniques. Dans un second temps, une methode de preconcentration des analytes a ete developpee. Elle permet de moduler les profils et les temps d'elution des analytes afin d'obtenir un signal plus adapte pour une quantification precise par ICP-MS. Cette separation sera ensuite transposee en boite a gants sur un microsysteme separatif couple a un ICP-MS-MC pour des mesures isotopiques en ligne de l'U et du Pu ou pour la datation (U-Th) de materiaux nucleaires.

National audience; The aim of the present work was to investigate the features of satellite cells and other adult stem cells in skeletal muscle. Satellite cells are located between the basal membrane and the sarcolemma of each muscle fiber. First, we developed a mode! based on muscle satellite cell c ulture to investigate the regulation of adult Myosin Heavy Chain (MyHC) isoform expression in pig muscle. Satellite cells were harvested from the mostly fast-twitch glycolytic longissimus (LM) muscle collected at the fast rib leve!, and the predominantly slow-twitch oxidative rhomboideus (RM) muscle of 6-week-old piglets. Then, we investigated more extensively the features of ali adult stem cells in both muscles of growing and adult pigs using flow cytometry. The first study demonstrated that satellite cells from LM and RM only expressed the embryonic and fetal MyHC isoforms in ce li culture, without any of the adult MyHC isoforms expressed in vivo. The second study clearly indicated that adult stem cells from pig skeletal muscles expressed a panel of stem ce li markers exhibiting age-related changes.

La créatine kinase est une enzyme ubiquitaire indispensable au métabolisme énergétique de la cellule. Il existe 3 isoenzymes cytosoliques de spécificité tissulaire différente : la CKMM, provenant essentiellement des muscles squelettiques, la CKMB d'origine myocardique et la CKBB présente dans le SNC, le tractusdigestif et génital, les reins et les poumons. La répartition tissulaire diffère légèrement chez le foetus : le muscle squelettique est riche en CKMB et le coeur contient majoritairement de la CKMM.La présence de macroCK, complexe enzymatique circulant de haut poids moléculaire, interfère dans le dosage des activités enzymatiques CK totale et CK MB. Seule l'électrophorèse permet de mettre en évidence ces formes atypiques, résultant de la liaison d'une isoenzyme à une immunoglobuline (macroCK de type 1)soit d'une autoaggrégation de CK mitochondriale (macroCK de type 2).Notre travail consiste en une étude rétrospective monocentrique menée sur une période 4 ans (2008-2011), portant sur la mesure de l'activité CK totale et sur l'analyse des profils électrophorétiques des isoenzymes CK réalisés sur du sang foetal prélevé en intracardiaque au moment de l'interruption médicale de grossessechez des foetus atteints de pathologies d'une gravité particulière. La cohorte comporte 116 foetus de sexe ratio égal à 1 et d'âge gestationnel variant de 18,5 à 39 SA. L'objectif de notre travail est double : 1) évaluerl'intérêt du dosage de l'activité CK totale et des isoenzymes comme marqueurs de souffrance tissulaire 2) rechercher l'existence de macroCK chez des foetus et évaluer un lien avec une pathologie foetale spécifique.L'analyse rétrospective nous a permis de définir 4 types de profils électrophorétiques chez le foetus : a) hémolysé (n=12), b) ininterprétable (n=18), c) sans macroCK (n=64), d) avec macroCK de type 1 (n=20).Nos résultats ne mettent pas en évidence de différence significative dans les taux de CK totale et la répartition des isoenzymes selon le sexe, l'âge gestationnel, la notion de RCIU et entre les différents groupes de pathologies. La CKMB et la CKBB ne semblent pas être des marqueurs informatifs respectivement dansles malformations cardiaques et les malformations cérébrales chez le foetus.L'originalité de notre travail réside surtout dans la mise en évidence de macroCK de type 1 chez un quart des foetus de notre cohorte, indépendamment du sexe foetal, de l'âge gestationnel, de l'activité CK totale et de la pathologie. Nous avançons l'hypothèse que la formation chez le foetus de tels complexes résulterait de la liaison d'une IgG d'origine maternelle et de l'enzyme CKBB circulante dans le sang foetal et ne témoignerait pas d'un état pathologique particulier du foetus.

Detonation nanodiamonds were discovered in the early 60’s in URSS. This synthesis technique allows the generation of high pressures and high temperatures in a short duration. The resulting nanodiamond particles have a mean diameter of 5nm and a developed surface chemistry. The surface composition has been determined and the oxygenated sites were quantified by the use of various methods. These sites have been used to graft (by the use of covalent or metal-ligand bonds) different organic molecules (porphyrins, phthalocyanins, …). Different techniques enabled the determination of the chemical grafting yield. The resulting materials have been used as non-linear filters against laser threat.The nanodiamond colloidal properties have also been studied, to separate the aggregates from the unitary particles and well control their deposition. A method has been described in this manuscript, enabling the uniform deposition of unitary nanodiamond particles forming an extremely dense monolayer. These deposits have been used for sensors applications.; Les nanodiamants issus de la détonation ont été découverts en URSS dans les années 1960. Cette technique de synthèse permet de générer pendant un temps très court, des hautes pressions et hautes températures. Les particules de diamant formées, possèdent un diamètre moyen de 5nm et disposent d’une riche chimie de surface. Celle-ci a été étudiée et les sites oxygénés ont été quantifiés par diverses méthodes. Ces sites ont ensuite été modifiés par le greffage (par des liaisons covalentes ou métal-ligand) de molécules organiques (porphyrines, phthalocyanines, ...). Des techniques ont été développées afin de déterminer le rendement du greffage chimique. Les matériaux synthétisés ont ensuite été valorisés par leur utilisation comme filtres aux propriétés non-linéaires pour de la protection laser. Les propriétés colloïdales des nanodiamants ont également été étudiées, afin de séparer les agrégats des particules unitaires et procéder à des dépôts contrôlés. Grâce à un procédé présenté dans ce manuscrit, il a été possible de déposer de manière uniforme des particules unitaires de nanodiamant en monocouche extrêmement dense. Ces dépôts ont été utilisés pour l’élaboration de capteurs.

L'ochratoxine A (OTA), principalement produite dans le café par les moisissures A. ochraceus et A. westerdijkiae, suscite une attention particulière pour ses effets néphrotoxiques, immunotoxiques, tératogènes et cancérigènes. La présence d'OTA dans les grains de café peut être mise en relation avec les conditions de récolte, les conditions de traitement post-récolte et les conditions de stockage et de transport. Dans certains pays producteurs, les dommages causés sur les grains de café par des espèces fongiques sont liés à des teneurs élevées en OTA. La dynamique et la biodiversité des populations microbiennes (bactéries, levures, moisissures) lors des traitements post-récolte du café a été étudiée par une méthode d'analyse moléculaire globale des flores, la PCRDGGE. Il a été observé une évolution et une diversité des flores microbiennes en fonction du type et des étapes des traitements utilisés, spécifiques des lieux de production. La région génomique ciblée et la proximité phylogénétique sont un obstacle à l'identification des souches ochratoxinogènes par l'approche globale utilisée. De plus, une méthode simple et rapide de différenciation moléculaire d'Aspergillus westerdijkiae et d'Aspergillus ochraceus a été mise au point et couplée avec l'analyse d'image pour permettre la " quantification " d'Aspergillus westerdijkiae. Des phénomènes de compétition/inhibition de la croissance et production d'OTA (supérieurs à 90%) ont été mis en évidence pour des souches d'Aspergillus niger et d'Aspergillus ochraceus faiblement productrices d'OTA vis-à-vis d'Aspergillus westerdijkiae qui est l'une des espèces les plus fortement productrices de la mycotoxine sur café. Les résultats obtenus au cours de ce travail sont importants pour l'amélioration des connaissances sur la dynamique des populations microbiennes au cours des procédés de transformation du café ainsi que pour de possibles applications en prévention et maîtrise de la contamination du café par l'OTA.

Depuis sa création, l’UMR Science et Technologie du Lait et de l’OEuf(Rennes), mobilise ses ressources au service de la qualité, de lafonctionnalité et de la sécurité de l’aliment.Aujourd’hui, la dimension nutritionnelle est intensifiée via l’exploration dela déstructuration de l’aliment dans le tractus intestinal.

Microbially-induced mineralization is considered as one of the main natural processes controlling CO2 levels in the atmosphere and a major structural and ecological player, in the modern and in the past ecosystems. In this study are presented the data of laboratory experimental work on CaCO3 precipitation with pure cultures of two anoxygenic phototrophs bacteria (APB): haloalcaliphilic Rhodovulum steppens A-20s and neutrophilic halophilic Rhodovulum sp. S-17-65; and cyanobacteria Gloeocapsa sp.. These bacteria represent two important groups of photosynthetic organisms in the past and at present time. APB is the oldest microorganism which could be dominant during the anoxygenic period of Earth's life (approximately 4 billon years ago) whereas the origin of oxygen evolving microorganisms (cyanobacteria) is placed at about 3.5 billion years ago as based on oxidation records of the Earth's crust. In modern ecosystems, cyanobacteria are the dominant primary producers. Nonetheless, the potential of APB are abundant in the modern microbial mats and stromatolites and thus may represent a considerable fraction of the standing biomass. However, biomineralization induce by these bacteria has not been thoroughly studied up to now. In this context, the aim of this thesis is to characterize the process of biological CaCO3 precipitation and to assess the existence of metabolic processes protecting studied bacteria against carbonate mineralization on their surfaces. For this, kinetic experiments, SEM and TEM imaging, EDX and XRD analyses, zeta-potential measurements and Ca adsorption into bacterial surface were carried out. The result of this study demonstrates the participation of studied bacteria in CaCO3 precipitation. Zeta-potential measurements suggest the existence of a cells protection mechanism for studied APB, based on the metabolic maintenance of a positive surface charge at alkaline pH, preserving active bacteria against Ca2+ adsorption and subsequent carbonate precipitation on their surfaces. The existence of the same mechanism for Gloeocapsa sp. was not confirmed. Overall, the results of this study show two different mechanisms of CaCO3-nucleation: an unspecific supersaturation by APB and a specific nucleation at the cell wall by cyanobacteria Gloeocapsa sp..; La minéralisation induite par l'activité microbienne joue un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes passés et présents. Cette étude présente les données expérimentales de précipitation de CaCO3 à partir de cultures pures de deux types de bactéries anoxygéniques phototrophiques (APB) : Rhodovulum steppens A-20s haloalcaphilique et Rhodovulum sp. S-17-65 neutrophilique halophilique, ainsi que de cyanobactéries Gloeocapsa sp.. Ces bactéries représentent deux groupes importants d'organismes photosynthétiques depuis les temps les plus anciens jusqu'à nos jours. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif principal de caractériser les processus biologiques de précipitation de CaCO3 et d'évaluer l'existence d'un processus métabolique protégeant les bactéries étudiées contre la minéralisation de carbonates à leur surface. Pour cela, des expériences cinétiques, des mesures de potentiel zêta et d'adsorption de Ca à la surface bactérienne, couplées à des observations par Microscopie Electronique à Balayage (MEB), en Transmission (MET) et des analyses chimiques par émission et diffraction de rayons X (EDX et XRD) ont été menées. Les résultats de cette étude démontrent que les bactéries étudiées prennent une part active dans la précipitation de CaCO3 . Les mesures de potentiel zêta suggèrent l'existence d'un mécanisme de protection de la cellule pour les APB étudiées, basé sur le maintien métabolique d'une charge de surface plus positive à pH alcalin, préservant les bactéries actives de l'adsorption de Ca2+ et de la précipitation subséquente de carbonates à leur surface. L'existence d'un tel mécanisme n'est pas confirmée pour Gloeocapsa sp. Ainsi, deux mécanismes différents de nucléation de CaCO3 peuvent être mis en évidence : un premier mettant en jeu une sursaturation non-spécifique pour les bactéries anoxygéniques phototrophiques (APB), et un deuxième par nucléation spécifique au niveau de la membrane cellulaire pour les cyanobactéries Gloeocapsa sp..

Microbially-induced mineralization is considered as one of the main natural processes controlling CO2 levels in the atmosphere and a major structural and ecological player, in the modern and in the past ecosystems. In this study are presented the data of laboratory experimental work on CaCO3 precipitation with pure cultures of two anoxygenic phototrophs bacteria (APB): haloalcaliphilic Rhodovulum steppens A-20s and neutrophilic halophilic Rhodovulum sp. S-17-65; and cyanobacteria Gloeocapsa sp.. These bacteria represent two important groups of photosynthetic organisms in the past and at present time. APB is the oldest microorganism which could be dominant during the anoxygenic period of Earth's life (approximately 4 billon years ago) whereas the origin of oxygen evolving microorganisms (cyanobacteria) is placed at about 3.5 billion years ago as based on oxidation records of the Earth's crust. In modern ecosystems, cyanobacteria are the dominant primary producers. Nonetheless, the potential of APB are abundant in the modern microbial mats and stromatolites and thus may represent a considerable fraction of the standing biomass. However, biomineralization induce by these bacteria has not been thoroughly studied up to now. In this context, the aim of this thesis is to characterize the process of biological CaCO3 precipitation and to assess the existence of metabolic processes protecting studied bacteria against carbonate mineralization on their surfaces. For this, kinetic experiments, SEM and TEM imaging, EDX and XRD analyses, zeta-potential measurements and Ca adsorption into bacterial surface were carried out. The result of this study demonstrates the participation of studied bacteria in CaCO3 precipitation. Zeta-potential measurements suggest the existence of a cells protection mechanism for studied APB, based on the metabolic maintenance of a positive surface charge at alkaline pH, preserving active bacteria against Ca2+ adsorption and subsequent carbonate precipitation on their surfaces. The existence of the same mechanism for Gloeocapsa sp. was not confirmed. Overall, the results of this study show two different mechanisms of CaCO3-nucleation: an unspecific supersaturation by APB and a specific nucleation at the cell wall by cyanobacteria Gloeocapsa sp..; La minéralisation induite par l'activité microbienne joue un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes passés et présents. Cette étude présente les données expérimentales de précipitation de CaCO3 à partir de cultures pures de deux types de bactéries anoxygéniques phototrophiques (APB) : Rhodovulum steppens A-20s haloalcaphilique et Rhodovulum sp. S-17-65 neutrophilique halophilique, ainsi que de cyanobactéries Gloeocapsa sp.. Ces bactéries représentent deux groupes importants d'organismes photosynthétiques depuis les temps les plus anciens jusqu'à nos jours. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif principal de caractériser les processus biologiques de précipitation de CaCO3 et d'évaluer l'existence d'un processus métabolique protégeant les bactéries étudiées contre la minéralisation de carbonates à leur surface. Pour cela, des expériences cinétiques, des mesures de potentiel zêta et d'adsorption de Ca à la surface bactérienne, couplées à des observations par Microscopie Electronique à Balayage (MEB), en Transmission (MET) et des analyses chimiques par émission et diffraction de rayons X (EDX et XRD) ont été menées. Les résultats de cette étude démontrent que les bactéries étudiées prennent une part active dans la précipitation de CaCO3 . Les mesures de potentiel zêta suggèrent l'existence d'un mécanisme de protection de la cellule pour les APB étudiées, basé sur le maintien métabolique d'une charge de surface plus positive à pH alcalin, préservant les bactéries actives de l'adsorption de Ca2+ et de la précipitation subséquente de carbonates à leur surface. L'existence d'un tel mécanisme n'est pas confirmée pour Gloeocapsa sp. Ainsi, deux mécanismes différents de nucléation de CaCO3 peuvent être mis en évidence : un premier mettant en jeu une sursaturation non-spécifique pour les bactéries anoxygéniques phototrophiques (APB), et un deuxième par nucléation spécifique au niveau de la membrane cellulaire pour les cyanobactéries Gloeocapsa sp..

Oenococcus oeni est l’agent principalement responsable de la fermentation malolactique durant la vinification. Son adaptation au milieu vin est une étape clé dans la réussite de la FML, et donc dans la qualité des vins finis. Cependant, au sein de l’espèce, il existe une variabilité phénotypique importante, et de nombreuses souches ne sont ainsi pas aptes à réaliser la FML. La sélection des meilleures souches œnologiques passe ainsi par l’analyse de la diversité d’O. oeni. Cette étude a été abordée dans cette thèse, selon trois grands axes de recherche. Premièrement, la diversité génétique a été étudiée par des approches MLST, REA-PFGE et présence de marqueurs, et a montré une structuration de l’espèce en deux groupes phylogénétiques et plusieurs sous-groupes, reliés à des souches d’origine géographique précise. Ensuite, l’étude de la diversité phénotypique a montré la grande variabilité d’adaptation au vin des souches étudiées et un meilleur comportement de celles du groupe phylogénétique A durant la vinification. Enfin, une étude transcriptomique a mis en lumière certains mécanismes moléculaires éventuellement impliqués dans la réponse au stress vin chez O. oeni., Oenococcus oeni is the main agent responsible for the malolactic fermentation, during the wine making process. Its adaptation to wine environment is a key step for the success of the MLF, and then for wines quality. However, there is a high phenotypic variability among the species and several strains are unable to perform MLF. The selection of the best enological strains implies starting by analyzing the diversity of O. oeni. This study has been divided in three main themes of research. Firstly, the genetic diversity has been analyzed using several approaches, MLST, REA-PFGE and presence of genetic markers. That study proved the structuration of the species in two phylogenetic groups and several subgroups, related to geographical areas. Secondly, the study of the phenotypic diversity showed that all the studied strains present a high variability and the best behavior in wine making conditions is found in those from the phylogenetic group A. Finally, a transcriptional analysis has revealed some molecular mechanisms possibly implicated in stress response in O. oeni

Detection and identification of proteins either in 2D electrophoresis gels or in biological media depends largely on the quality of protein sensitive dye used (generally a fluorescent dye) as well on the efficiency of their fluorescent properties (quantum yield, Stokes’ shift and overlap of excitation frequency with common laser sources), their stability (chemical and photophysical) and their accessibility. To be able to create a range of new fluorescent dyes whose profiles can be modulated starting from a proven scaffold is advantageous in terms of predicting the properties of the final products. Even if many fluorescent dyes are available on the market, they suffer from a prohibitive price, a lack of sensitivity or a restricted wavelength range (absorption/emission) or limited stability. Access to a family of fluorophores displaying similar physicochemical properties, but shifted excitation and emission wavelengths constitutes an invaluable tool Epicocconone, isolated from the fungus Epicoccum nigrum, covalently binds to primary amines (e.g. lysine of proteins), leading to a protein linked conjugate which is strongly fluorescent, emitting light in the red (610 nm) when submitted to UV-visible light (395 or 520 nm). This is a novel pro-fluorophore that allows protein quantification with unprecedented sensitivity and with an excellent linearity on a broad range of concentrations. A program of synthesis of epicocconone and analogues in order to provide a library of complementary fluorophores has been undertaken. The results concerning either the better efficiency of the analogs and the structure-fluorescence relation are presented in this dissertation., La détection et l’identification des protéines sur gel d’électrophorèse dépend aussi bien du marqueur des protéines utilisés (généralement un marqueur fluorescent) que de ses propriétés physicochimiques propres (rendement quantique, Stokes’ shift et recouvrement des bandes d’absorption et d’émission, photoblanchiment), de sa stabilité (chimique et photochimique), et de son accessibilité. Créer une gamme de nouveaux fluorophores dont les propriétés physicochimiques peuvent être modulées en partant d’une structure bien connue et très avantageux dans l’optique d’anticiper les caractéristiques supposées des composées envisagés. Cependant, même si de nombreux fluorophores sont disponibles commercialement, ils souffrent généralement de différentes contraintes telles que leurs prix prohibitifs, leur manque de sensibilité, leur stockes’ shift trop faible ou bien encore leur stabilité. L’accès à une famille de fluorophores résolvant l’ensemble de ces contraintes pour la détection de protéines sur gel d’électrophorèse représenterait donc un réel défi. L’épicocconone, isolée du champignon Epicoccocum Nigrum, se lie de façon covalente aux amines (et donc également aux protéines) en conduisant à un adduit énaminique qui est très fluorescent. Cet adduit émet dans le rouge (610 nm) lorsqu’irradié dans l’UV (395 nm) ou le visible (520 nm). Ces propriétés ont donc conduit à l’utilisation de ce produit naturel comme marqueur fluorescent de protéines sur gel d’électrophorèse menant à une sensibilité de détection rarement atteinte et à une gamme de linéarité très importante (104). La première synthèse de l’épicocconone a alors été engagée au sein de notre laboratoire. Elle a finalement conduit à une chimiothèque d’analogues encore plus efficace ayant permis d’établir une véritable relation structure-fluorescence.

Detection and identification of proteins either in 2D electrophoresis gels or in biological media depends largely on the quality of protein sensitive dye used (generally a fluorescent dye) as well on the efficiency of their fluorescent properties (quantum yield, Stokes’ shift and overlap of excitation frequency with common laser sources), their stability (chemical and photophysical) and their accessibility. To be able to create a range of new fluorescent dyes whose profiles can be modulated starting from a proven scaffold is advantageous in terms of predicting the properties of the final products. Even if many fluorescent dyes are available on the market, they suffer from a prohibitive price, a lack of sensitivity or a restricted wavelength range (absorption/emission) or limited stability. Access to a family of fluorophores displaying similar physicochemical properties, but shifted excitation and emission wavelengths constitutes an invaluable tool Epicocconone, isolated from the fungus Epicoccum nigrum, covalently binds to primary amines (e.g. lysine of proteins), leading to a protein linked conjugate which is strongly fluorescent, emitting light in the red (610 nm) when submitted to UV-visible light (395 or 520 nm). This is a novel pro-fluorophore that allows protein quantification with unprecedented sensitivity and with an excellent linearity on a broad range of concentrations. A program of synthesis of epicocconone and analogues in order to provide a library of complementary fluorophores has been undertaken. The results concerning either the better efficiency of the analogs and the structure-fluorescence relation are presented in this dissertation.; La détection et l’identification des protéines sur gel d’électrophorèse dépend aussi bien du marqueur des protéines utilisés (généralement un marqueur fluorescent) que de ses propriétés physicochimiques propres (rendement quantique, Stokes’ shift et recouvrement des bandes d’absorption et d’émission, photoblanchiment), de sa stabilité (chimique et photochimique), et de son accessibilité. Créer une gamme de nouveaux fluorophores dont les propriétés physicochimiques peuvent être modulées en partant d’une structure bien connue et très avantageux dans l’optique d’anticiper les caractéristiques supposées des composées envisagés. Cependant, même si de nombreux fluorophores sont disponibles commercialement, ils souffrent généralement de différentes contraintes telles que leurs prix prohibitifs, leur manque de sensibilité, leur stockes’ shift trop faible ou bien encore leur stabilité. L’accès à une famille de fluorophores résolvant l’ensemble de ces contraintes pour la détection de protéines sur gel d’électrophorèse représenterait donc un réel défi. L’épicocconone, isolée du champignon Epicoccocum Nigrum, se lie de façon covalente aux amines (et donc également aux protéines) en conduisant à un adduit énaminique qui est très fluorescent. Cet adduit émet dans le rouge (610 nm) lorsqu’irradié dans l’UV (395 nm) ou le visible (520 nm). Ces propriétés ont donc conduit à l’utilisation de ce produit naturel comme marqueur fluorescent de protéines sur gel d’électrophorèse menant à une sensibilité de détection rarement atteinte et à une gamme de linéarité très importante (104). La première synthèse de l’épicocconone a alors été engagée au sein de notre laboratoire. Elle a finalement conduit à une chimiothèque d’analogues encore plus efficace ayant permis d’établir une véritable relation structure-fluorescence.

La détermination de l'origine géographique est une exigence du système de traçabilité de l'import-export de produits alimentaires. Pour ce faire, les techniques moléculaires employant 16S, 26S rDNA profils générés par PCR-DGGE ont été utilisés pour détecter la variation de la communauté microbienne (bactéries, levures) structures de Pangasius poisson, du Viet Nam récoltés dans différentes fermes d'aquaculture et au cours des différentes saisons et deux Physalis fruits en provenance d'Égypte et de mandarines en provenance de l'Espagne et le Maroc. En cas Physalis, l'écologie de la levure a aussi été étudiée dans le même but. Bacterial bande profils de poissons et de mandarines, de levure et de la bande de Physalis profils spécifiques pour chaque endroit et peuvent être utilisés comme un code barre afin de certifier l'origine du poisson et des fruits. Cette méthode est un nouvel outil de traçabilité, qui fournit de la nourriture biologique unique avec un code à barres et permet de retracer la nourriture à leur emplacement d'origine. (Texte intégral)

La détermination de l'origine géographique est une demande du système de traçabilité des denrées alimentaires d'import-export. Une hypothèse de retrouver la source d'un produit est en analysant de façon globale les communautés microbiennes de la nourriture et des liens statistiquement cette analyse à l'origine géographique des produits alimentaires. La technique moléculaire employant rADN 26S, 28S profils générés par PCR-DGGE a été utilisée pour détecter la variation dans les structures communautaires de levure et moisissure de fruits (El Sheikha et al., 2009). Nous avons appliqué cette nouvelle technique sur des fruits Physalis de trois pays (Égypte, Colombie, Ouganda) et sur le karité à partir de quatre pays (Cameroun, Mali, Sénégal, Ouganda). Les gels DGGE ont montré des différences significatives dans les schémas de migration. Toutefois, les doublons pour chaque point d'échantillonnage donne statistiquement les modèles DGGE similaires à travers l'étude. Nous avons démontré qu'il y avait un lien entre les populations de levures et l'aire géographique. Les profils de bande de différents pays étaient différentes et sont spécifiques pour chaque pays et pourrait être utilisé comme un code-barres de discriminer l'origine des fruits. Cette méthode est un outil de traçabilité qui offre de nouveaux produits fruitiers avec un code-barre unique et permet de retracer les fruits dans leur pays d'origine. Physalis est inclus dans la liste prioritaire de l'horticulture de nombreux gouvernements et d'exportation de fruits. Il est exporté dans plusieurs pays comme la Colombie, l'Egypte, le Zimbabwe et l'Afrique du Sud, mais la Colombie se distingue comme l'un des plus grands producteurs, consommateurs et exportateurs. Les exportations de la Colombie de Physalis en 2004 ont une valeur de 14 millions d'USD (El Sheikha et al., 2008a). En Egypte, l'importance économique de Physalis est en hausse, en raison, la réalisation d'un grand succès en arabe local, et les marchés européens (El Sheikha, 2004). Physalis que la plante a de nombreuses propriétés médicinales, y compris les antipyrétiques, dépuratif, diurétique, pectoral, et vermifuge. Une décoction est utilisée dans le traitement des abcès, toux, fièvre ou mal de gorge (Duke et Ayensu 1985). La pulpe est nutritif, contenant des niveaux particulièrement élevés de caroténoïdes, des minéraux, acides aminés essentiels et en vitamine C (El Sheikha et al., 2008b). En ce qui concerne les fruits des arbres de karité, seuls sept pays ont des statistiques. Nigeria compte plus de 60% de la production de beurre de karité en 2005. Il est suivi par le Mali, le Ghana et le Burkina Faso, qui représentent ensemble un peu moins du tiers de la production mondiale en 2005. En Europe, le beurre de karité est utilisé principalement (95%) par l'industrie du chocolat. Les quantités exportées vers le Japon, les États-Unis ou la Suisse serait principalement utilisé pour les cosmétiques ou pharmacologiques (FAOSTAT, 2007).

This work is devoted to the synthesis and controlled assembly of semiconductor nanorod between electrodes. The alignment of nanorods on a macroscopic scale makes it possible to prepare a novel class of materials with intrinsically anisotropic optical and electric properties. To integrate nanorods in useful devices, low-cost assembly methods have to be developed. In this perspective, four sizes of rod-shaped CdSe and a new class of asymmetric core@shell system (CdSe@CdS) were prepared by chemical synthesis. Spectroscopic (UV-vis and PL) studies were performed in order to characterise the optical properties of these nanorods, while their morphology and their structure were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and by X-ray diffraction (XRD). Then, a simple set-up was engineered to perform the assembly. The alignment was achieved by the application of an external electric field during the solvent evaporation after drop-cast deposition across lithographically pre-patterned metal electrodes (Ti/Au) on silicon oxide substrates. Experimental parameters were tested in order to evaluate their impact on the structure of the assembly. Their morphology was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and by optical microscopy techniques. These analyses revealed a strong enhancement of NR's alignment parallel to the field lines, when an UV excitation (365 nm) is applied in addition to the electric field., Cette thèse a eu pour objectif la synthèse de nanocristaux de semi-conducteur de forme allongée et leur assemblage contrôlé entre des électrodes. L'alignement de ces nanorods à grande échelle permet d'obtenir des matériaux ayant des propriétés optiques et électriques intrinsèquement anisotropes. Nous avons synthétisé des nanorods de CdSe dans une large gamme de rapports de forme (de 1,6 à 10), et des hétérostructures cœur sphérique de CdSe et coquille allongée de CdS. Nous avons utilisé les techniques de spectroscopie UV-vis et PL pour caractériser les propriétés optiques des nanorods ; leur morphologie et leur structure ont été étudiées par MET et diffraction des rayons X. La mise en œuvre d'un dispositif pour réaliser l'assemblage en parallèle de plusieurs électrodes a permis d'implémenter une technique rapide et reproductible. Bien que l'application d'un champ électrique seul permet de guider les nanorods entre les électrodes, le contrôle de l'assemblage et leur alignement est réalisé grâce à l'application simultanée d'un champ électrique et d'une excitation ultraviolette pendant l'évaporation d'une goutte de solution colloïdale. Différents paramètres expérimentaux ont été explorés pour identifier leurs influences sur les assemblages. Ces derniers ont ensuite été caractérisés par des techniques de microscopie (électronique à balayage et optique), révélant un degré d'alignement considérable des nanorods de CdSe selon les lignes de champ électrique quand il y a l'action synergique d'un champ électrique et d'une source UV.

La détermination de l'origine géographique est une exigence du système de traçabilité lors de l'importation-exportation des produits alimentaires. Une hypothèse pour localiser la source d'un produit est d'analyser de façon globale les communautés microbiennes présentes sur l'aliment et de relier cette analyse à l'origine géographique des aliments. La technique moléculaire utilisant les profils générés par PCR-DGGE du rADN 16S, 26S ont été optimisée pour détecter les variations communautaires des (bactéries, levures) structures de Pangasius poisson du Viet Nam récoltés dans différentes fermes d'aquaculture et au cours des différentes saisons et de graines de karité provenant de trois régions du Sénégal. Les profils ADN des différents locations sont différents et suffisamment spécifiques de chaque lieu de prélèvements pour être utilisés comme un code-barre de discrimination de l'origine des poissons et fruits. Cette méthode est un nouvel outil de traçabilité qui offre aux produits fruitiers un code-barre unique et permet donc de relier l'environnement microbien des poissons et fruits à leur origine géographique. (Texte intégral)

This thesis is part of the NODDICCAP project that was initiated by bioMérieux (France) with the aim of developing new tools for screening, diagnosis and evaluation of colorectal cancer prognosis using proteomic tools. The development of these new tools requires the identification of biomarkers that are discriminatory and specific for colorectal cancer. The aim of this work was to optimise images and datas analyses methods, for the identification of colorectal cancer biomarkers by the use of Differential In-Gel Electrophoresis, a variant of bidimensional gel electrophoresis. Initially areas for improvement in the traditional methods of 2-D gel electrophoresis image treatment were identified. This led us to reconsider the strategy, and to seek innovative methods for image and data treatment, or to adapt methods issued from closely related research areas. Method selection was guided by the constraints linked to the biological and technological context, as well as the evaluation of their effectiveness when compared to the methods usually used. The main advances gained from this work are the definition of the experimental set up, the strategic approach for image analysis, and the statistical interpretation of data. The choice of a standard cell line allowed better comparison of data between experiments. The strategic analysis of image analysis was improved by the use of a unique detection template. The creation of this template was performed by using a novel method of image merging that enabled accurate representation of each single spot for every image analysed. Finally, methods for statistical analysis of data were proposed that improved ratios studies by considering the range of each spot intensity. Moreover, the specification of an at-risk profile by a biologist allows, for example, to focus more attention on highly expressed spots. Together, all these methods put in place, from image acquisition to discovery and visualisation of potential protein markers, form the Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis (IDADIGE) workflow. This workflow exploits different software and many functions put in place in Matlab and regrouped under the name of ProDIGE. The proteomics laboratory at bioMérieux currently uses the IDADIGE workflow, which has allowed the discovery of new colorectal biomarkers that now must be validated in a biological context., Le sujet de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet NODDICCAP initié par l'entreprise bio-Mérieux et visant le développement de Nouveaux Outils pour le Dépistage, le DIagnostic, l'évaluation du pronostic et le suivi du Cancer Colorectal par une Approche Protéomique. Le développement de ces nouveaux outils passe nécessairement par l'identification de marqueurs tumoraux discriminants et spécifiques du cancer colorectal. L'objectif de la thèse a été d'optimiser l'analyse des images et des données issues de la technologie DIGE (Differential In-Gel Electrophoresis), afin de permettre la découverte de marqueurs potentiels du cancer colorectal. Après avoir identifié les maillons faibles de la chaîne de traitement classique des images de gel d'électrophorèse 2D, nous avons été amenés à reconsidérer les approches utilisées et à rechercher des méthodes de traitement d'image et de données innovantes, ou bien existantes mais issues de domaines voisins. Le choix des méthodes a été guidé par l'évaluation de leur efficacité en comparaison aux méthodes classiquement employées, et également par les contraintes liées au contexte biologique et technologique. Les principales avancées issues de ce travail sont la définition du schéma expérimental, l'approche stratégique de l'analyse d'images ainsi que l'analyse statistique des données. En ce qui concerne le schéma expérimental, le choix d'une lignée cellulaire comme standard commun a permis un meilleur recoupement des données entre différentes expériences. L'analyse stratégique de l'analyse d'image a été améliorée grâce à l'utilisation d'un patron de détection unique. Ce patron unique a été réalisé à l'aide d'une méthode de fusion d'images originale permettant une juste représentativité de chacune des tâches protéiques de l'ensemble des images considérées. Enfin, les méthodes pour l'analyse statistique des données ont tenu compte de l'intensité des tâches protéiques grâce à une régulation de la variance lors de la comparaison des ratios. Par ailleurs, la spécification par le biologiste d'un profil de risque a permis, par exemple, de porter une plus grande attention aux protéines fortement exprimées. L'ensemble des méthodes mises en place depuis l'acquisition des images jusqu'à la découverte et la visualisation des marqueurs protéiques potentiels constitue le workflow IDADIGE (Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis). Ce workflow exploite différents logiciels ainsi que plusieurs fonctions implémentées sous Matlab et regroupées sous le nom ProDIGE. L'exploitation par le laboratoire de protéomique de bioMérieux du workflow IDADIGE a été utilisée en routine et a permis la découverte de marqueurs protéiques du cancer colorectal qui doivent maintenant être validés biologiquement.

208 pages; This thesis is part of the NODDICCAP project that was initiated by bioMérieux (France) with the aim of developing new tools for screening, diagnosis and evaluation of colorectal cancer prognosis using proteomic tools. The development of these new tools requires the identification of biomarkers that are discriminatory and specific for colorectal cancer. The aim of this work was to optimise images and datas analyses methods, for the identification of colorectal cancer biomarkers by the use of Differential In-Gel Electrophoresis, a variant of bidimensional gel electrophoresis. Initially areas for improvement in the traditional methods of 2-D gel electrophoresis image treatment were identified. This led us to reconsider the strategy, and to seek innovative methods for image and data treatment, or to adapt methods issued from closely related research areas. Method selection was guided by the constraints linked to the biological and technological context, as well as the evaluation of their effectiveness when compared to the methods usually used. The main advances gained from this work are the definition of the experimental set up, the strategic approach for image analysis, and the statistical interpretation of data. The choice of a standard cell line allowed better comparison of data between experiments. The strategic analysis of image analysis was improved by the use of a unique detection template. The creation of this template was performed by using a novel method of image merging that enabled accurate representation of each single spot for every image analysed. Finally, methods for statistical analysis of data were proposed that improved ratios studies by considering the range of each spot intensity. Moreover, the specification of an at-risk profile by a biologist allows, for example, to focus more attention on highly expressed spots. Together, all these methods put in place, from image acquisition to discovery and visualisation of potential protein markers, form the Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis (IDADIGE) workflow. This workflow exploits different software and many functions put in place in Matlab and regrouped under the name of ProDIGE. The proteomics laboratory at bioMérieux currently uses the IDADIGE workflow, which has allowed the discovery of new colorectal biomarkers that now must be validated in a biological context.; Le sujet de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet NODDICCAP initié par l'entreprise bio-Mérieux et visant le développement de Nouveaux Outils pour le Dépistage, le DIagnostic, l'évaluation du pronostic et le suivi du Cancer Colorectal par une Approche Protéomique. Le développement de ces nouveaux outils passe nécessairement par l'identification de marqueurs tumoraux discriminants et spécifiques du cancer colorectal. L'objectif de la thèse a été d'optimiser l'analyse des images et des données issues de la technologie DIGE (Differential In-Gel Electrophoresis), afin de permettre la découverte de marqueurs potentiels du cancer colorectal. Après avoir identifié les maillons faibles de la chaîne de traitement classique des images de gel d'électrophorèse 2D, nous avons été amenés à reconsidérer les approches utilisées et à rechercher des méthodes de traitement d'image et de données innovantes, ou bien existantes mais issues de domaines voisins. Le choix des méthodes a été guidé par l'évaluation de leur efficacité en comparaison aux méthodes classiquement employées, et également par les contraintes liées au contexte biologique et technologique. Les principales avancées issues de ce travail sont la définition du schéma expérimental, l'approche stratégique de l'analyse d'images ainsi que l'analyse statistique des données. En ce qui concerne le schéma expérimental, le choix d'une lignée cellulaire comme standard commun a permis un meilleur recoupement des données entre différentes expériences. L'analyse stratégique de l'analyse d'image a été améliorée grâce à l'utilisation d'un patron de détection unique. Ce patron unique a été réalisé à l'aide d'une méthode de fusion d'images originale permettant une juste représentativité de chacune des tâches protéiques de l'ensemble des images considérées. Enfin, les méthodes pour l'analyse statistique des données ont tenu compte de l'intensité des tâches protéiques grâce à une régulation de la variance lors de la comparaison des ratios. Par ailleurs, la spécification par le biologiste d'un profil de risque a permis, par exemple, de porter une plus grande attention aux protéines fortement exprimées. L'ensemble des méthodes mises en place depuis l'acquisition des images jusqu'à la découverte et la visualisation des marqueurs protéiques potentiels constitue le workflow IDADIGE (Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis). Ce workflow exploite différents logiciels ainsi que plusieurs fonctions implémentées sous Matlab et regroupées sous le nom ProDIGE. L'exploitation par le laboratoire de protéomique de bioMérieux du workflow IDADIGE a été utilisée en routine et a permis la découverte de marqueurs protéiques du cancer colorectal qui doivent maintenant être validés biologiquement.

208 p.; This thesis is part of the NODDICCAP project that was initiated by bioMérieux (France) with the aim of developing new tools for screening, diagnosis and evaluation of colorectal cancer prognosis using proteomic tools. The development of these new tools requires the identification of biomarkers that are discriminatory and specific for colorectal cancer. The aim of this work was to optimise images and datas analyses methods, for the identification of colorectal cancer biomarkers by the use of Differential In-Gel Electrophoresis, a variant of bi-dimensional gel electrophoresis. Initially areas for improvement in the traditional methods of 2-D gel electrophoresis image treatment were identified. This led us to reconsider the strategy, and to seek innovative methods for image and data treatment, or to adapt methods issued from closely related research areas. Method selection was guided by the constraints linked to the biological and technological context, as well as the evaluation of their effectiveness when compared to the methods usually used. The main advances gained from this work are the definition of the experimental set up, the strategic approach for image analysis, and the statistical interpretation of data. The choice of a standard cell line allowed better comparison of data between experiments. The strategic analysis of image analysis was improved by the use of a unique detection template. The creation of this template was performed by using a novel method of image merging that enabled accurate representation of each single spot for every image analysed. Finally, methods for statistical analysis of data were proposed that improved ratios studies by considering the range of each spot intensity. Moreover, the specification of an at-risk profile by a biologist allows, for example, to focus more attention on highly expressed spots. Together, all these methods put in place, from image acquisition to discovery and visualisation of potential protein markers, form the Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis (IDADIGE) workflow. This workflow exploits different software and many functions put in place in Matlab and regrouped under the name of ProDIGE. The proteomics laboratory at bioMérieux currently uses the IDADIGE workflow, which has allowed the discovery of new colorectal biomarkers that now must be validated in a biological context.; Le sujet de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet NODDICCAP initié par l'entreprise bioMérieux et visant le développement de Nouveaux Outils pour le Dépistage, le DIagnostic, l'évaluation du pronostic et le suivi du Cancer Colorectal par une Approche Protéomique. Le développement de ces nouveaux outils passe nécessairement par l'identification de marqueurs tumoraux discriminants et spécifiques du cancer colorectal. L'objectif de la thèse a été d'optimiser l'analyse des images et des données issues de la technologie DIGE (Differential In-Gel Electrophoresis), afin de permettre la découverte de marqueurs potentiels du cancer colorectal. Après avoir identifié les maillons faibles de la chaîne de traitement classique des images de gel d'électrophorèse 2D, nous avons été amenés à reconsidérer les approches utilisées et à rechercher des méthodes de traitement d'image et de données innovantes, ou bien existantes mais issues de domaines voisins. Le choix des méthodes a été guidé par l'évaluation de leur efficacité en comparaison aux méthodes classiquement employées, et également par les contraintes liées au contexte biologique et technologique. Les principales avancées issues de ce travail sont la définition du schéma expérimental, l'approche stratégique de l'analyse d'images ainsi que l'analyse statistique des données. En ce qui concerne le schéma expérimental, le choix d'une lignée cellulaire comme standard commun a permis un meilleur recoupement des données entre différentes expériences. L'analyse stratégique de l'analyse d'image a été améliorée grâce à l'utilisation d'un patron de détection unique. Ce patron unique a été réalisé à l'aide d'une méthode de fusion d'images originale permettant une juste représentativité de chacune des tâches protéiques de l'ensemble des images considérées. Enfin, les méthodes pour l'analyse statistique des données ont tenu compte de l'intensité des tâches protéiques grâce à une régulation de la variance lors de la comparaison des ratios. Par ailleurs, la spécification par le biologiste d'un profil de risque a permis, par exemple, de porter une plus grande attention aux protéines fortement exprimées. L'ensemble des méthodes mises en place depuis l'acquisition des images jusqu'à la découverte et la visualisation des marqueurs protéiques potentiels constitue le workflow IDADIGE (Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis). Ce workflow exploite différents logiciels ainsi que plusieurs fonctions implémentées sous Matlab et regroupées sous le nom ProDIGE. L'exploitation par le laboratoire de protéomique de bioMérieux du workflow IDADIGE a été utilisée en routine et a permis la découverte de marqueurs protéiques du cancer colorectal qui doivent maintenant être validés biologiquement.

La détermination de l'origine géographique est une exigence du système de traçabilité de l'import-export de produits alimentaires. Pour ce faire, les techniques moléculaires employant 16S profils générés par PCR-DGGE ont été utilisés pour détecter la variation de la communauté microbienne (bactéries) structures de Pangasius poisson, du Viet Nam récoltés dans différentes fermes d'aquaculture et au cours des différentes saisons. Cette méthode est un nouvel outil de traçabilité, qui fournit de la nourriture biologique unique avec un code à barres et permet de retracer la nourriture à leur emplacement d'origine. (Texte intégral)

The determination of geographical origin is a demand of the traceability system of import-export food products. For this purpose, molecular techniques employing 16S, 26S rDNA profiles generated by PCR-DGGE (polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis) were used to detect the variation in microbial community (bacteria, yeast) structures of Pangasius fish from Viet Nam harvested in different aquaculture farms and during different seasons and two fruits Physalis from Egypt and mandarins from Spain and Morocco. In Physalis case, ecology of yeasts was also studied for the same purpose. Bacterial band profiles of fish and mandarins, and yeast band profiles of Physalis were specific for each location and could be used as a bar code to certify the origin of fish and fruits. This method is a new traceability tool which provides food with a unique biological bar code and makes it possible to trace back the food to their original location.

La détermination de l'origine géographique est une des exigences de la traçabilité des produits alimentaires. Notre hypothèse était que l'environnement de l'aliment pouvait avoir une influence sur la diversité des flores bactériennes commensales des poissons. L'origine géographique des poissons a donc été approchée par la caractérisation de la flore microbienne spécifique de la ferme de production ou du lieu de transformation et de stockage. Une technique de biologie moléculaire couplée à une analyse d'images et à des méthodes statistiques a été développée afin de relier les profils bactériens obtenus par PCR-DGGE à l'origine géographique des fermes aquacoles. Dans la première partie, nous avons différencié par DGGE des poissons d'espèces différentes qui venaient de sites différents: les bars de France, les poissons-chats Pangasius du Vietnam et du Cambodge. Les profils DGGE microbiens des poissons et de l'eau d'un même étang sont étroitement similaires, confirmant notre hypothèse de départ. Le séquençage des bandes issues de la DGGE a permis d'identifier les souches bactériennes dominantes des poissons-chats au Vietnam. Dans la deuxième partie, nous avons confirmé la pérennité des profils microbiens au cours de la saison des pluies et de la saison sèche au Vietnam. Les poissons péchés en mer ont un profil bactérien variable alors que la même espèce élevée en aquarium obtient un profil similaire pour tous les poissons. Les traitements de transformation tels que le séchage et le marinage ont une forte influence sur la communauté bactérienne des poissons. La congélation ou la réfrigération ne modifient pas fortement les profils DGGE. La persistance des marqueurs bactériens au cours des traitements technologiques a été vérifiée au niveau industriel dans une usine de transformation en filets des poissons-chats Pangasius qui sont les principaux produits exportés du Vietnam. L'écologie bactérienne des poissons a été suivie par PCRDGGE à chaque étape de leur transformation montrant que le profil bactérien entre le produit initial et le produit fini est différent mais conserve suffisamment d'information pour discriminer l'origine. Dans la dernière partie, nous avons eu recours à la Rep-PCR pour étudier la diversité des souches de Pseudomonas qui ont montré une persistance aux procédures de transformation. Les Pseudomonas restent présents sur des filets finis ainsi que sur la surface des équipements après le nettoyage et la désinfection. 27 souches de Pseudomonas ont été classées dans 7 grandes groupes par rep-PCR et identifiées par séquençage.

This thesis is part of the NODDICCAP project that was initiated by bioMérieux (France) with the aim of developing new tools for screening, diagnosis and evaluation of colorectal cancer prognosis using proteomic tools. The development of these new tools requires the identification of biomarkers that are discriminatory and specific for colorectal cancer. The aim of this work was to optimise images and datas analyses methods, for the identification of colorectal cancer biomarkers by the use of Differential In-Gel Electrophoresis, a variant of bi-dimensional gel electrophoresis. Initially areas for improvement in the traditional methods of 2-D gel electrophoresis image treatment were identified. This led us to reconsider the strategy, and to seek innovative methods for image and data treatment, or to adapt methods issued from closely related research areas. Method selection was guided by the constraints linked to the biological and technological context, as well as the evaluation of their effectiveness when compared to the methods usually used. The main advances gained from this work are the definition of the experimental set up, the strategic approach for image analysis, and the statistical interpretation of data. The choice of a standard cell line allowed better comparison of data between experiments. The strategic analysis of image analysis was improved by the use of a unique detection template. The creation of this template was performed by using a novel method of image merging that enabled accurate representation of each single spot for every image analysed. Finally, methods for statistical analysis of data were proposed that improved ratios studies by considering the range of each spot intensity. Moreover, the specification of an at-risk profile by a biologist allows, for example, to focus more attention on highly expressed spots. Together, all these methods put in place, from image acquisition to discovery and visualisation of potential protein markers, form the Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis (IDADIGE) workflow. This workflow exploits different software and many functions put in place in Matlab and regrouped under the name of ProDIGE. The proteomics laboratory at bioMérieux currently uses the IDADIGE workflow, which has allowed the discovery of new colorectal biomarkers that now must be validated in a biological context., Le sujet de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet NODDICCAP initié par l'entreprise bioMérieux et visant le développement de Nouveaux Outils pour le Dépistage, le DIagnostic, l'évaluation du pronostic et le suivi du Cancer Colorectal par une Approche Protéomique. Le développement de ces nouveaux outils passe nécessairement par l'identification de marqueurs tumoraux discriminants et spécifiques du cancer colorectal. L'objectif de la thèse a été d'optimiser l'analyse des images et des données issues de la technologie DIGE (Differential In-Gel Electrophoresis), afin de permettre la découverte de marqueurs potentiels du cancer colorectal. Après avoir identifié les maillons faibles de la chaîne de traitement classique des images de gel d'électrophorèse 2D, nous avons été amenés à reconsidérer les approches utilisées et à rechercher des méthodes de traitement d'image et de données innovantes, ou bien existantes mais issues de domaines voisins. Le choix des méthodes a été guidé par l'évaluation de leur efficacité en comparaison aux méthodes classiquement employées, et également par les contraintes liées au contexte biologique et technologique. Les principales avancées issues de ce travail sont la définition du schéma expérimental, l'approche stratégique de l'analyse d'images ainsi que l'analyse statistique des données. En ce qui concerne le schéma expérimental, le choix d'une lignée cellulaire comme standard commun a permis un meilleur recoupement des données entre différentes expériences. L'analyse stratégique de l'analyse d'image a été améliorée grâce à l'utilisation d'un patron de détection unique. Ce patron unique a été réalisé à l'aide d'une méthode de fusion d'images originale permettant une juste représentativité de chacune des tâches protéiques de l'ensemble des images considérées. Enfin, les méthodes pour l'analyse statistique des données ont tenu compte de l'intensité des tâches protéiques grâce à une régulation de la variance lors de la comparaison des ratios. Par ailleurs, la spécification par le biologiste d'un profil de risque a permis, par exemple, de porter une plus grande attention aux protéines fortement exprimées. L'ensemble des méthodes mises en place depuis l'acquisition des images jusqu'à la découverte et la visualisation des marqueurs protéiques potentiels constitue le workflow IDADIGE (Image and Data Analysis for Differential In Gel Electrophoresis). Ce workflow exploite différents logiciels ainsi que plusieurs fonctions implémentées sous Matlab et regroupées sous le nom ProDIGE. L'exploitation par le laboratoire de protéomique de bioMérieux du workflow IDADIGE a été utilisée en routine et a permis la découverte de marqueurs protéiques du cancer colorectal qui doivent maintenant être validés biologiquement.

The aim of this experimental study is, in a first time, the characterization of reactivity and physico-chemical properties of micrometrics biogenic opals called phytoliths for several terrestrial plants species from differents environments. In this regard, several complementary technics were used, such as solubility measurements, dissolution kinetics, electrophoretic measurements and potentiometric titrations, that allowed better constraining the acid-base surface reactions and thermodynamic and kinetic parameters of phytoliths interactions with aqueous solutions. In the second part of this work, we studied terrestrial plant litter interaction with aqueous solutions via litter degradation experiments in batch and mixed-flow reactors. Obtained results demonstrated high aqueous reactivity of both phytoliths and plant litter that exceeds dissolution rate of common soil minerals by 1-2 orders of magnitude. Quantitative evaluation of plant litter and phytoliths control on Si release from these solid reservoirs demonstrates strong possible impact of plants on biogeochemical cycle of silicon in almost all terrestrial environments.; Cette étude expérimentale a consisté dans un premier temps en la caractérisation de la réactivité et des propriétés physico-chimiques de microparticules d'opales biogènes appelées phytolithes, pour plusieurs espèces de plantes terrestres provenant de milieux différents. Pour ce faire, une approche combinant plusieurs techniques complémentaires telles que, mesures de solubilité, cinétiques de dissolution, mesures électrophorétiques et titrages acido-basiques, a été menée sur ces phytolithes ce qui a permis de mieux quantifier le cycle biogéochimique du silicium (Si) à travers les plantes terrestres. Dans un second temps et afin de mieux contraindre ce cycle biogéochimique, cette étude a aussi porté sur les interactions de litières de plantes terrestres avec les solutions aqueuses en combinant cette fois des expériences de dégradation de litières dans des réacteurs fermés et dans des réacteurs à circulation. Les résultats démontrent une très forte réactivité des phytolithes et des litières de plantes vis-à-vis du relargage de Si, qui sont au minimum de un à deux ordres de grandeur plus élevés que les minéraux. La quantification du contrôle des phytolithes et des litières de plantes sur le relargage de Si à partir de ces réservoirs solides, démontre la possibilité d'un fort impact des plantes sur le cycle biogéochimique du silicium dans la plupart des environnements terrestres.

The aim of this experimental study is, in a first time, the characterization of reactivity and physico-chemical properties of micrometrics biogenic opals called phytoliths for several terrestrial plants species from differents environments. In this regard, several complementary technics were used, such as solubility measurements, dissolution kinetics, electrophoretic measurements and potentiometric titrations, that allowed better constraining the acid-base surface reactions and thermodynamic and kinetic parameters of phytoliths interactions with aqueous solutions. In the second part of this work, we studied terrestrial plant litter interaction with aqueous solutions via litter degradation experiments in batch and mixed-flow reactors. Obtained results demonstrated high aqueous reactivity of both phytoliths and plant litter that exceeds dissolution rate of common soil minerals by 1-2 orders of magnitude. Quantitative evaluation of plant litter and phytoliths control on Si release from these solid reservoirs demonstrates strong possible impact of plants on biogeochemical cycle of silicon in almost all terrestrial environments.; Cette étude expérimentale a consisté dans un premier temps en la caractérisation de la réactivité et des propriétés physico-chimiques de microparticules d'opales biogènes appelées phytolithes, pour plusieurs espèces de plantes terrestres provenant de milieux différents. Pour ce faire, une approche combinant plusieurs techniques complémentaires telles que, mesures de solubilité, cinétiques de dissolution, mesures électrophorétiques et titrages acido-basiques, a été menée sur ces phytolithes ce qui a permis de mieux quantifier le cycle biogéochimique du silicium (Si) à travers les plantes terrestres. Dans un second temps et afin de mieux contraindre ce cycle biogéochimique, cette étude a aussi porté sur les interactions de litières de plantes terrestres avec les solutions aqueuses en combinant cette fois des expériences de dégradation de litières dans des réacteurs fermés et dans des réacteurs à circulation. Les résultats démontrent une très forte réactivité des phytolithes et des litières de plantes vis-à-vis du relargage de Si, qui sont au minimum de un à deux ordres de grandeur plus élevés que les minéraux. La quantification du contrôle des phytolithes et des litières de plantes sur le relargage de Si à partir de ces réservoirs solides, démontre la possibilité d'un fort impact des plantes sur le cycle biogéochimique du silicium dans la plupart des environnements terrestres.

A wide range of carbon/carbon (C/C) composites with modulated interface was obtained by treating the carbon surface (ex-polyacrylonitrile type) before gaseous densification. The production processes are based on the impregnation of the fibrous preforms by liquid means and / or the carboreduction of oxides deposited on the fibers. The control of carboreduction required an in-depth study of the physico-chemical phenomena involved. At the interface level, changes in the microstructure (presence of submicron particles of various nature, fiber roughness, chemical bridging) result in a fiber/matrix bond of variable strength. The mechanical properties of the interfaces could be measured in shear and aperture mode, using specific techniques developed for C/C composites. These techniques combine push-out and traction tests. The study finally made it possible to establish quantitative and qualitative relationships between the fiber/matrix interfaces (microstructure and bond strength) and the mechanical behavior of C/C composites., Une gamme étendue de composites Carbone/Carbone (C/C) à interface modulée a été obtenue en traitant la surface de carbone (de type ex-polyacrylonitrile) avant densification par voie gazeuse. Les procédés d'élaboration sont basés sur l'imprégnation des préformes fibreuses par voie liquide et/ou la carboréduction d'oxydes déposés sur les fibres. La maîtrise de la carboréduction a nécessité l'étude approfondie des phénomènes physico-chimiques mis en jeu. A l'échelle de l'interface, les modifications apportées à la microstructure (présence de particules submicroniques de nature variée, rugosité des fibres, pontage chimique) résultent en une liaison fibre/matrice de force variable. Les propriétés mécaniques des interfaces ont pu être mesurées en mode de cisaillement et d'ouverture, à l'aide de techniques spécifiques, mises au point pour les composites C/C. Ces techniques combinent essais d'indentation (push-out) et de traction. L'étude menée a finalement permis d'établir des relations quantitatives et qualitatives entre les interfaces fibre/matrice (microstructure et force de la liaison) et le comportement mécanique des composites C/C.