Dissertations / Theses on the topic 'Composés organiques – Microorganismes – Croissance'

Les plantes vivent en étroite relation avec des populations complexes de microorganismes, y compris des espèces de rhizobactéries communément appelées rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR). Les PGPR conférèrent aux plantes une meilleure croissance et tolérance aux stress biotiques et abiotiques mais les mécanismes moléculaires impliqués dans ce processus restent largement inconnus. En utilisant un système expérimental in vitro, la plante modèle Arabidopsis thaliana et la souche PGPR bien caractérisée Pseudomonas simiae WCS417r, nous avons réalisé un ensemble complet d'analyses phénotypiques, d’expressions géniques et biochimiques. Nos résultats montrent que PsWCS417r induit des modifications transcriptionnelles majeures du transport du sucre et d'autres processus biologiques clés liés à la croissance, au développement et à la défense des plantes. En utilisant une approche de génétique inverse, nous avons également démontré que AtSWEET11 et AtSWEET12, deux gènes transporteurs de sucre dont l'expression est réprimée par les souches bactériennes étudiées chez Arabidopsis thaliana, sont fonctionnellement impliqués dans les effets favorisant la croissance et le développement des plantules. Nos résultats révèlent que la régulation du transport de sucres joue un rôle important dans les effets bénéfiques des interactions plantes-rhizobactéries. Nous avons étendu notre étude à deux autres souches de PGPR (Pseudomonas fluorescens PICF7, Burkholderia phytofirmans PsJN) et à une autre souche non-PGPR (Escherichia coli DH5α). Ces trois souches bactériennes sont capables de modifier elles aussi l’expression de plusieurs gènes codant des transporteurs de sucre (essentiellement des gènes des familles AtSWEET et AtERD6-like), soit dans les racines, soit dans les parties aériennes des plantules d’Arabidopsis. Globalement, nos résultats révèlent une régulation transcriptionnelle conservée ou spécifique de certains gènes codants pour des transporteurs de sucres lors des interactions plante-PGPR. Enfin, nous avons effectué l'identification et la caractérisation d'une souche Bacillus megaterium, RmBm31, isolée de nodules racinaires de la légumineuse Retama monosperma. Notre étude révèle que RmBm31 est une bactérie endophyte produisant de l'IAA et possédant un grand nombre de gènes associés à des caractères favorisant la croissance des plantes. En utilisant la plante modèle Arabidopsis, nous avons démontré que cette souche présente des effets bénéfiques sur la croissance et le développement des plantules via la production de composés volatils. Ces effets semblent impliquer des mécanismes de signalisation indépendants de l'auxine
Plants live in close relationships with complex populations of microorganisms, including rhizobacteria species commonly referred to as Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR). PGPR able to confer to plants an improved productivity but the molecular mechanisms involved in this process remain largely unknown. Using an in vitro experimental system, the model plant Arabidopsis thaliana, and the well characterized PGPR strain Pseudomonas simiae WCS417r, we have carried out a comprehensive set of phenotypic, gene expression, and biochemical analyses. Our results show PsWCS417r induces major transcriptional changes in sugar transport and in other key biological processes linked to plant growth, development and defense. Using a reverse genetic approach, we also demonstrate that AtSWEET11 and AtSWEET12, two sugar transporter genes whose expression is down-regulated by the PGPR, are functionally involved in its plant-growth promoting effects. Altogether, our findings reveal regulation of plant sugar transport plays a crucial role in determining the fate of plant-rhizobacteria interactions. We extended our study to two other PGPR and a non PGPR strain. Overall, our results show that all three bacterial strains tested are able to alter the expression of several plant sugar transporter genes (essentially genes of the AtSWEET and AtERD6-like families), either in roots or in shoot, and either in physical contact with the seedling roots or via the production of volatile compounds only. Altogether, our findings reveal conserved and strain-specific trancriptional regulation of sugar transport during plant-PGPR interactions. Lastly, we report the identification and characterization of a Bacillus megaterium endophytic strain, RmBm31, isolated from root nodules of the legume species Retama monosperma. Our study reveals RmBm31 is an IAA-producing endophytic bacterium that possess a large set of genes associated with plant growth promoting traits. Using the model plant species Arabidopsis, we demonstrate this strain display beneficial effects on plant growth and root development via the production of volatile compounds. These effects seem to involve auxin-independent signaling mechanisms

L'étude du devenir de la protéine du prion dans les sols est nécessaire en raison de la possible contamination de ces sols par l'agent infectieux des Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles. L'objectif principal de ce travail était d'évaluer la capacité des microorganismes telluriques à dégrader une protéine du prion produite par recombinaison(recPrP β). La dynamique de l'activité protéolytique a été suivie dans le sol après ajout de matière organique animale de complexité croissante (caseine, broyat de cervelle d'agneau, carcasses). Nous avons mis en évidence une augmentation rapide de l'activité protéolytique s'accompagnant d'un enrichissement en bactéries appartenant au genre Bacillus. L'existence d'enzymes protéolytiques capables de dégrader la recPrP β in vitro et dans le sol a été montrée. Cette étude apporte des éléments qui pourraient contribuer à limiter la persistance du prion dans les sols, et qui sont à prendre en compte dans la gestion du risque prion dans les sols
Because soil can be contaminated with the infectious agent of the Transmissible Spongiform Encephalopathies, study of the fate of the prion in soil has to be studied. Our objective was to evaluate the ability of soil microorganisms to degrade a recombinant prion proten (β recPrP). The temporal dynamics of soil proteolytic activity was monitored following an input animal organic matter of increased complexity (casein, lamb brain, buried carcasses). We showed that soil proteolytic activity was rapidly stimulated, with an enrichment of bacterial community with Bacillus sp. Proteolytic enzymes participating to the degradation of recPrP β in vitro and in soil were revealed. This study brought to the factors which could contribute to limit the persistence of the prion in soil, and which has to take into account in the soil contamination management

Le travail effectué concerne la mise en place d'un couplage des techniques électrochimiques et ellipsométriques pour l'étude de la réactivité surfacique des matériaux. L'intérêt est l'acquisition d'informations au moyen de deux techniques totalement indépendantes mais simultanées. Après avoir présenté le principe et les méthodes d'acquisition de la technique ellipsométrique, une première étape technologique a consisté en une adaptation des dispositifs électrochimiques et ellipsométriques in situ. L'ellipsométrie est une technique d'analyse de surfaces indirecte, dont l'exploitation des résultats nécessite l'utilisation de modèles. Nous avons décrit les principaux modèles existants suivant l'état de surface analysée. La première partie expérimentale concerne l'étude de la formation du sulfate de plomb sur électrode de plomb a potentiel impose en milieu H2SO4 0,5m. Une étude préliminaire ex situ a permis d'évaluer la rugosité initiale introduite par le polissage mécanique des échantillons. La modélisation des résultats optiques a permis de proposer un mécanisme complexe de croissance de PbSO4, conduisant à une structure en double couche. Une première couche, formée de petits cristaux, se forme par nucléation et croissance 3D. Cette couche poreuse permet la diffusion des ions Pb2+, conduisant à la formation par précipitation d'une couche externe constituée de gros cristaux (de l'ordre de 400 nm). Dans la seconde partie, nous avons étudié la passivation du cuivre en milieu heptanoate de sodium. Nous avons suivi par ellipsométrie in situ la formation du film protecteur par oxydation intensiostatique. La voie électrochimique conduit en quelques minutes à la structuration d'un film en deux étapes. Son efficacité de protection est sensiblement équivalente à celle des films réalisés par voie chimique. Les propriétés optiques de la couche inhibitrice de corrosion ont pu être définies comme celles mesurées de pastilles de poudre d'un mélange heptanoate de cuivre/hydroxyde cuivrique. Par mesure in situ, l'épaisseur de la couche passivante a été déterminée à 14 nm. Nous avons déterminé la cinétique de formation du film, qui met en évidence deux régimes de croissance
The ellipsometry is a non destructive optical method for surface analysis. The aim of this work was to apply the ellipsometry to the analysis of the film growth by electrochemical techniques. After introducing the theoretical background of the ellispometry, a first technological stage was consisted to an adaptation of electrochemical and optical devices. The ellipsometry is an indirect technique of surface analysis, whose exploitation of results is based on the utilization of models. We have described the main models according to the state of analysed surface. In the first experimental part, the process of lead sulphate film formation on Pb electrode in 0. 5M H2SO4 by imposed constant potential was investigated by in situ ellipsometric. The polishing quality of lead electrode surface was previously evaluated by spectroscopic ellispometric measurements. The results of the present work confirm that the passive film have a two-layer lead sulphate structure. The growth mechanism of the inner layer is explained by a nucleation and three dimensional growth model. The inner layer appears appears to be porous and Pb2+ ions diffuse through this semi-impermeable barrier. As consequence, an outer layer of larger crystals was observed. The second study was the inhibition of cooper in a desaerated sodium heptanoate solution by electro-oxidation. Rp measurements were carried out to compare inhibition efficiency using this original method with that based on other usual chemical oxidation methods. In situ spectroscopic and kinetic ellipsometric measurements was performed to study the copper passivation mechanism. The copper inhibition is attributed to the formation of a protective layer composed of a mixture of copper II heptanoate and copper hydroxide. The thickness of the passive film was evaluated at 14 nm. Two growth rates were observed during the passivation process and a model of a duplex layer was proposed

Les matières organiques associées aux argiles (kaolins) de vingt échantillons représentatifs d'un bassin sédimentaire se révèlent être de nature humique puisqu'elles renferment de 4 à 32 % d'acides fulviques et de 2 à 58 % d'acides humiques. L'ensemble des résultats conduit à la proposition d'une typologie des kaolins de ce bassin en distinguant trois groupes d'argiles en fonction des teneurs en matières organiques, acides fulviques et humiques. Les acides humiques, étudiés plus en détails, présentent des structures condensées et polyaromatiques. Ils sont relativement pauvres en azote mais portent de nombreux groupements fonctionnels oxygénés (notamment carboxyliques et phénoliques), ils sont également facilement oxydables à moyenne température (250°C à 350°C). Placées en conditions favorables (humidité, température, aération, apports de nutriments minéraux), les communautés microbiennes autochtones, dont certaines apparaissent comme oligotrophes, se développent rapidement en utilisant les matières organiques associées aux argiles comme source de carbone et d'énergie. Elles assurent selon la nature des matières organiques (donc selon le type de kaolin), sur des durées relativement courtes, la minéralisation en C02 de 12 à 25 % des matières organiques, leur transformation en biomasse microbienne, la production de composés hydrosolubles de type polysaccharidique ainsi que la transformation des acides humiques qui sont essentiellement oxydés au niveau des structures polyaromatiques. La stimulation des peuplements microbiens hétérotrophes conduit donc à la biodégradation ainsi qu'à la biotransformation de matières organiques réputées stabilisées. Suite à la biodégradation des matières organiques, le comportement thermique des argiles n'est pas modifié, la viscosité des suspensions semble varier légèrement et la blancheur, qualité importante des kaolins, s'améliore
The organic matter of 20 clay samples representative of a sedimentary basin was studied. It appears to be humic substances constituted by fulvie acids (4 to 32 %) and humic acids (2 to 58 %). The results lead to propose a typology of these kaolins. In that way three groups are distinguished relatively to the organic carbon, fulvie and humic acids contents. The humic acids, particularly studied, present condensed and polyaromatic structures. Their total N contents are relatively low. . They are rich in oxygen-containing functional groups (especially carboxylic and phenolic), Moreover, they are easily oxydable during pyrolysis at medium temperature (250°C to 350°C). Under favourable conditions (moisture, temperature, mineraI nu trient inputs), the autochtonous microbial communities grow rapidly by using organic matter associated to the clay as carbon an energy source. Some of the micro-organisms involved appear to he oligotrophic. Depending on the organic matter constituents and for relatively short-time incubations, heterotrophic bacteria are able to mineralize in C02 12 to 25 %of the organic matter. This activity promotes the production of microbial biomass and polysacharidic hydrosoluble compounds. It also leads to the transformation of humic acids essentially by oxidation of polyaromatic structures. The stimulation of heterotrophic micro-organisms promotes the biodegradation and biotransformation of highly recalcitrant organic matter. After the biodegradation of organic matter, the clay thermie properties are still the same but the suspension viscosity seems to he slightly modified and the whiteness, a main quality of the kaolins, is improved

Pendant plusieurs décennies, des industries chimiques ont traité leurs effluents de synthèse en utilisant des systèmes de lagunage. La plupart du temps, les sédiments de ces lagunes sont constitués de molécules organiques de synthèse diverses et complexes. Compte tenu de la persistance des composés nitrés, ces derniers sont aujourd'hui à l'origine de la contamination potentielle des sols, des nappes phréatiques ainsi que des eaux de surface. Ce travail présente une étude de bioremédiation d'une boue issue d'une lagune ayant reçu des effluents de synthèse d'explosifs et d'herbicides durant plusieurs décennies. Les explosifs appartiennent principalement à la famille des nitramines (RDX et HMX) et des nitro-aromatiques (TNT) tandis que les herbicides appartiennent à la famille des dinitrophénols (Dinosèbe et Dinoterbe). Tout d'abord, une caractérisation physico chimique du sédiment a permis d'évaluer les propriétés de la boue à décontaminer (pH, teneurs en carbone, en azote, …) et d'apporter d'éventuels compléments nutritifs nécessaires à la croissance des microorganismes. Par la suite, une caractérisation microbiologique a permis d'identifier les espèces microbiennes présentes dans le sédiment et orienter ainsi les essais de bioremédiation. Ainsi des espèces répertoriées pour avoir un potentiel de dégradation (Leclercia adecarboxylata, Pseudomonas citronellolis et Pseudomonas putida) ont été identifiées. De plus, plusieurs nouvelles espèces ont été découvertes, dont les séquences ont été déposées sur Genebank. La mise au point d'un protocole d'extraction et d'analyse simultanées des explosifs et des herbicides ont permis d'évaluer leurs concentrations dans le sédiment et d'effectuer un suivi cinétique de ces composés sur différentes méthodes de bioremédiation. Ainsi, un premier essai de fermentation anaérobie a permis la disparition dans le réacteur de deux molécules de la famille des nitrophénols, le Dinosèbe et le Dinoterbe tandis que le RDX et le HMX n'ont pas été dégradés. Par ailleurs, des cultures pures de Leclercia adecarboxylata, Pseudomonas citronellolis et Pseudomonas putida ont révélé leur pouvoir de dégradation du DNTB en 5 jours. Un second procédé de réacteur mixte aéro-anaérobie a été mis au point dans le même objectif. En plus de favoriser l'alternance entre phase aérobie et anaérobie, ce réacteur a permis d'avoir une phase en anaérobie en lit fixé. L'utilisation de ce réacteur a permis de dégrader les nitrophénols et les nitramines après 105 jours de fonctionnement. L'identification des microorganismes dans le sédiment et dans les essais de bioremédiation a permis d'établir des corrélations entre les espèces bactériennes et leur rôle de dégradation de certains produits
This work presents a bioremediation study of a sludge resulting from a lagoon having received explosive (Hexogen and Octogène) and herbicide (Dinoseb and Dinoterb) wastewater during several decades. First of all, a physico chemical characterization of the sludge made it possible to evaluate the properties of sludge to be decontaminated (pH, carbon %, nitrogen %. . . ). Thereafter, a microbiological characterization of the sludge let us to identify the microbial species present in the sediment (in particular Leclercia adecarboxylata, Pseudomonas citronellolis and Pseudomonas putida). A mixed process of aero-anaerobic reactor was developed and made it possible to degrade nitrophenols and nitramines after 105 days of study. Microorganisms identification in the sludge and in the bioremediation tests made it possible to establish correlations between the bacterial species and their role of degradation of some products

L’objectif de ce travail était de déterminer et quantifier les phénomènes impliqués dans la perte de stabilité d’un catalyseur préparé à partir de cellules entières déshydratées et utilisé pour la déhalogénation directe et en continu de COV gazeux. L’étude de l’instabilité du biocatalyseur a révélé que (i) les bactéries ne résistent que 6 heures aux conditions de réaction (température, aw) mais queLa perte de vitesse catalytique n’est pas liée à cette forte mortalité (ii) les substrat et produit organiques de la « réaction modèle » (1 chlorobutane et 1 butanol) ne recondensent pas sur le lyophilisat et n’inactivent pas l’hydrolyse du 1 chlorobutane (iii) l’importante réhydratation du lyophilisat entraîne la dénaturation thermique d’une partie des DhaA (iv) et le HCl produit et accumulé lors de la réaction inactive réversiblement le biocatalyseur. L’étude détaillée du biocatalyseur a permis de mettre en évidence que le comportement du biocatalyseur peut être expliqué par des différences de micro-environnement entre enzymes au sein d’un même lyophilisat. En effet, ce biocatalyseur complexe est composé de sels de tampon borate servant de support aux bactéries. Après réhydratation une partie des enzymes est fortement maintenue dans la matrice cellulaire et subit des dénaturations thermiques, et une autre est stabilisée au contact des sels du tampon borate. L’utilisation d’extraits cellulaires permet d’obtenir un lyophilisat stable durant plus de 1800 heures (75 jours). Le contact direct des DhaA avec les sels de tampon borate dés le début de la réaction permet d’éviter les dénaturations thermiques, mais aussi l’inhibition par le HCl
The aim of this work was to determine and quantify phenomena involved in the loss of stability of a catalyst prepared from whole dehydrated cells and used for the direct and continuous dehalogenation of gaseous VOCs. The study of the biocatatalyst instability revealed that (i) whole cells stay alive only few hours with selected operational conditions (temperature, aw, salt buffer borate concentration) but that the dehalogenases performances are not linked to this strong mortality (ii) the organic substrate and product of the reaction (1 chlorobutane et 1 butanol) do not sorb on the catalytic bed and do not inactivate the hydrolysis in the gas phase (iii) the important rehydration of the catalyst is responsible of thermal denaturation of a part of DhaA at 40°C (iv) all the HCl producted is retained by the biocatalyst and consequently reversibly inactivate it. Observation of the biocatalyst highlights that the behaviour of the biocatalyst can be explained by the existence of two different micro-environments for the enzymes (DhaA). Indeed this complex biocatalyst contains 50% of borate buffer salts that act as support for dehydrated cells. During rehydration, part of DhaA remains in the cellular matrix environment and is denaturated and another part is stabilized by a direct contact with borate buffer salts. The lyophilised cellular extract show a stability of 1 800 hours (75 days). The direct contact between salt and DhaA allow to avoid thermal denaturations and inactivation by HCl accumulation

Les sucres sous forme furanosidique représentent des cibles particulièrement intéressantes dans la mesure où ils ont été mis en évidence au niveau de la paroi cellulaire de certains microorganismes pathogènes. Le Chapitre I de cette thèse décrit les principaux glycofuranoconjugués naturels ainsi que les principales méthodologies de synthèse chimique permettant de préparer de telles structures. Le Chapitre II expose les différents outils enzymatiques utilisés en synthèse glycosidique, en mettant particulièrement l’accent sur les glycosyl transférases et les glycosidases. La première partie du travail décrit (Chapitre III), a permis de contribuer à l’étude de la versatilité d’une -L-arabinofuranosidase, l’AbfD3, grâce à la synthèse de nouveaux substrats glycofuranosidiques activés. La seconde partie du travail (Chapitre IV) a été consacrée à la synthèse et à l’étude de substrats enzymatiques d’intérêts : les fluorures de glycofuranosyle.

Le sujet porte sur l'etude des vitesses de croissance et sur la caracterisation de couches minces organosiliciees, obtenues dans un plasma multipolaire a resonance cyclotronique electronique repartie. Le milieu gazeux est compose de tetraethylorthosilicate et d'oxygene moleculaire. Dans la premiere partie du sujet, les coefficients de dissociation apparents du tetraethylorthosilicate et de l'oxygene moleculaire sont mesures par spectrometrie de masse. Des les faibles puissances (100 watt), le tetraethylorthosilicate est totalement dissocie. En revanche, 50% de l'oxygene atomique reste detectable pour une puissance de 800 watt. Les pressions de travail sont comprises entre 0,05 pa et 0,2 pa. Au-dessous de ces valeurs la decharge ne peut se declencher, au-dessus les collisions empechent l'extension du plasma dans le reacteur. A partir de ces observations et de la mesure des vitesses de croissance pour diverses conditions d'elaboration (pression, puissance, composition du melange gazeux), un modele de croissance est propose. Il suppose une recombinaison des radicaux organosilicies de la phase gazeuse sur les surfaces, et un phenomene de gravure des films par l'oxygene atomique de la decharge. Dans la deuxieme partie du sujet, une polarisation radio-frequence est imposee aux substrats traites. Les couches deposees sont analysees par spectroscopie infra-rouge en transmission et caracterisees par mesures dielectriques. L'effet de synergie entre la gravure chimique par l'oxygene atomique et le bombardement ionique du a la polarisation des substrats, elimine la partie organique des films. Des couches de type siox sont obtenues. Les proprietes dielectriques de ces couches dependent des conditions d'elaboration et de la polarisation des substrats. Pour un plasma contenant 75% d'oxygene moleculaire et 25% de tetraethylorthosilicate et pour une polarisation de -20v, les films obtenus sont proches de la silice thermique (permittivite relative de 4 et pertes dielectriques de 4 10#-#3 a 1 khz)

Des microcristaux organiques ont été préparés à partir d'un composé fluorescent, le 4-n-octylamino-7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole (NBD-C8), en utilisant la méthode de reprécipitation qui est basée sur un échange de solvants. L'utilisation de ce colorant a permis de suivre par différentes méthodes optiques toutes les étapes du processus. Nous avons montré que l'addition de polymères synthétiques dans le milieu de reprécipitation était un moyen original de contrôler la forme et la taille des microcristaux organiques formés. En présence de ces additifs, le phénomène de reprécipitation est fortement accéléré. La méthode a permis d'obtenir plusieurs lots homogènes de microcristaux, qui ont pu être étudiés par spectroscopie d'absorption et de fluorescence. Notre approche est intéressante pour mieux cerner les propriétés optiques des composés organiques de taille micrométrique, qui sont encore très mal connues. Elle peut également être utilisée dans le domaine pharmaceutique, pour contrôler la taille des particules de médicaments et faciliter ainsi leur solubilisation
Organic microcrystals were prepared from a fluorescent compound, 4-n-octylamino-7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazole (NBD-C8), using the reprecipitation method based on solvent exchange. The use of this dye allowed all the steps of the reprecipitation process to be followed by various optical methods. We showed that the addition of synthetic polymers to the reprecipitation medium was an original way to control the shape and the size of the organic microcrystals formed. In the presence of these additives, the reprecipitation process was strongly accelerated. The method allowed us to obtain several homogeneous samples of microcrystals. Which were studied by absorption and fluorescence spectroscopy. Our approach is interesting for better understanding the optical properties of organic compounds of micrometric size, which are still very badly known. It can also be used in the pharmaceutical field, to control the size of drug particles and to facilitate their solubilization

Les nuages sont des systèmes multiphasiques (gaz, liquide, solide) dans lesquels la matière organique dissoute est soumise à de multiples transformations chimiques. Ces transformations en phase aqueuse de l'atmosphère sont supposées être uniquement le fait de processus abiotiques, majoritairement liés aux processus photochimiques et à la réactivité des radicaux libres (*OH, NO3*, HO2*, etc.). De récentes études ont montré la présence de microorganismes (bactéries, champignons dont levures) métaboliquement actifs dans les nuages. Ceci soulève la question de leur activité, en tant que biocatalyseurs dans la transformation des molécules organiques comme alternative aux voies photochimiques. L'objectif de ce travail est d'estimer dans quelle mesure la biomasse active peut impacter la chimie du nuage. Les analyses microbiologiques (ATP, cellules totales et cultivables, identifications taxonomiques) d'échantillons d'eau nuageuse collectés au sommet du puy de Dôme (1465 m) ont été réalisées de 2003 à 2010. Le contenu total en cellules microbiennes dans l'eau nuageuse est en moyenne de l'ordre de 1×105 cellules mL-1 pour les bactéries et de 1×104cellules mL-1 pour les champignons (dont levures). Les mesures de la concentration en ATP indiquent que la majorité des cellules microbiennes de l'eau du nuage est dans un état viable (valeur moyenne: ~ 4×10-6 pmol ATP cellule-1). Afin d'étudier l'influence biocatalytique de ces microorganismes dans le nuage, des solutions d'eau nuageuse naturelles et artificielles ont été incubées en présence de microorganismes et/ou d'irradiation UV (avec ou sans ajout de H2O2). Cela a permis d'évaluer la contribution des processus biocatalytiques et photo-induits (via la production de radicaux hydroxyle *OH) sur les transformations du méthanol, du formaldéhyde et des principaux acides carboxyliques présents dans l'eau nuageuse (acétate, formiate, oxalate, succinate et malonate). Les vitesses de bio- et de photo-transformation de ces composés organiques obtenues dans nos conditions expérimentales sont du même ordre de grandeur (excepté pour l'oxalate). L'acidité du milieu, ainsi que la présence d'irradiation UV et de radicaux *OH, ne semblent pas inhiber l'activité métabolique des microorganismes du nuage ; de plus, la biodégradation du H2O2 présent dans l'eau nuageuse naturelle par sa microflore endogène a également été observée. Cela implique que les microorganismes peuvent modifier le bilan carboné, mais aussi la capacité oxydante au sein de la phase aqueuse du nuage et par conséquent influer sur la chimie atmosphérique.

Le travail presente s'interesse a la caracterisation de plasmas de depot et l'analyse de couches minces organosilicies obtenues dans un plasma multipolaire a resonance cyclotronique electronique repartie (rcer). La premiere partie de ce travail porte sur la determination des parametres electriques du plasma par sonde de langmuir et l'etude de leur comportement en fonction des parametres de la decharge. Nous nous sommes interesses particulierement aux plasmas de tetraethoxysilane (teos) et de l'hexamethyldisiloxane (hmds). L'etude de l'evolution de la densite electronique en fonction de la puissance montre l'existence de deux regimes de fonctionnement pour tous les plasmas etudies. La temperature electronique est peu influencee par les conditions plasma dans le cas du tetraethoxysilane et de l'hexamethyldisiloxane. La seconde partie est consacree a l'analyse de la phase gaz du plasma. La spectrometrie de masse montre que les monomeres sont fortement fragmentes (plus de 95% a partir de 100 watt). La spectroscopie d'emission optique met en evidence l'abondance du groupement co#+ dans le plasma tetraethoxysilane, alors qu'il est quasiment inexistant dans le plasma d'hexamethyldisiloxane. Le plasma du melange hexamethyldisiloxane-oxygene est semblable a celui du tetraethoxysilane pur. Les structures des depots obtenus sont assez proches. L'etude de l'evolution de la vitesse de croissance des films, de leur structure et composition est traitee dans la troisieme partie. Les analyses des couches deposees ont montre que l'introduction de l'oxygene dans le plasma et la polarisation du substrat contribuent a l'elimination des parties organiques incorporees dans les depots

Etude des conditions optimales de preparation de couches minces de fluorure de lanthane par pulverisation cathodique rf ou par sublimation thermique sous vide. Caracterisation physicochimique des couches obtenues. L'etude des proprietes electriques est realisee par spectroscopie d'admittance en utilisant une representation par admittances fractionnaires et par itc. Les interactions gaz-solide et ions en solution solide sont etudiees et conduisent a la realisation d'un capteur a oxygene fonctionnant des la temperature ambiante et d'un capteur isfet fluor

Le concept du stockage sanitaire évolue progressivement vers le concept de stockage durable ou « sustainable landfill » avec l'idée sous-jacente d'une gestion générationnelle des déchets. Elle consiste à ne pas transmettre de risque sanitaire d'une génération a l'autre. Pour y parvenir, deux procèdes d'accélération de la dégradation de la matière organique sont proposes: le prétraitement mécano-biologique et la recirculation des lixiviats. Ces deux procèdes visent a stabiliser les déchets stockes plus rapidement. Néanmoins, la notion de stabilité d'un déchet reste encore mal définie. L’objectif de cette thèse est de mettre au point une méthodologie de caractérisation multicritère : globale, chimique, biologique et thermique afin de décrire l'etat de la dégradation de la matière organique de manière objective. L’application de cette méthodologie sur différents déchets ayant subi divers traitements de stabilisation aérobie et sur déchets incubes en conditions simulées de stockage permis d'évaluer l'impact de ces procèdes sur la dégradation des déchets. D'autre part, l'analyse de données sur les différents déchets étudies, a mis en évidence les tests les plus pertinents pour défini l'état de dégradation de la matière organique des déchets
The concept of the sanitary storage rises progressively toward “sustainable landfill". The objective is to avoid transmitting sanitary risk from a generation to another. To meet this objective, two processed of acceleration of organic matter degradation are proposed: mechanical-biological pretreatment and leach ate recirculation. These two processes goal are to stabilize more quickly the stored waste. Nevertheless, the notion of waste stability is still not well defined. The aim of this PhD thesis is to finalize a multi criteria characterization methodology: global, chemical, biological and thermal one, in order to describe the organic matter degradation with objectivity. This methodology applied on different waste having undergone various treatments of aerobic and anaerobic stabilization has permitted to value the impact of these processes on the waste degradation. On the other hand, the data analysis on the different studied wastes has showed the most applicable tests to define the state of organic matter degradation of waste

Dans le cadre des recherches sur le traitement-recyclage des combustibles nucléaires du futur, la conversion oxalique, éprouvée industriellement pour le plutonium (IV), est le procédé de référence envisagé pour la production finale d’oxydes d’actinides. L’optimisation de ce procédé, basé sur une étape de précipitation oxalique suivie de la calcination en oxyde de l’oxalate précipité, nécessite de maîtriser les propriétés des solides formés dès l’étape initiale de précipitation. La morphologie de l’oxalate, conservée après calcination en oxyde, impacte toutes les étapes du procédé. Dans ce contexte, cette étude s’intéresse à la modulation de la morphologie des oxalates d’actinides tétravalents, thorium (IV) et plutonium (IV), grâce à l’ajout d’additifs organiques dans le milieu de précipitation.Les molécules sélectionnées, choisies parmi les composés dits « CHON » possédant des capacités de complexation et/ou de précipitation des actinides, présentent différents impacts sur la structure cristalline des oxalates précipités, la morphologie des particules, leur taille et/ou leur agglomération. L’analyse du solide, combinée aux mesures de solubilité, de cinétiques de nucléation, de croissance et de noyaux d’agglomération, conduit à proposer des mécanismes pour chaque modulation, sur la base desquels les différences entre oxalate de thorium (IV) et oxalate de plutonium (IV) sont discutées. La méthodologie multidisciplinaire développée dans le cadre de ce travail conduit à des propositions de renforcement de l’impact des additifs utiles dans une perspective de transposition à d’autres systèmes chimiques et notamment d’autres oxalates d’actinides ou de mélanges d’actinides
Considering the treatment and recycling of future nuclear fuels, the oxalic conversion, which is used at an industrial scale for plutonium (IV) reprocessing, is the synthesis route considered as a reference for the future actinides oxides elaboration. In order to improve this process, based on the actinide oxalate precipitation and the calcination of the precipitate into oxide, a control of the solid properties at the precipitation step is necessary. This is particularly due to the impact of the oxalate morphology at all the stages of the process, up to the calcination at which the oxalate morphology is kept. This study deals with morphology modulations of tetravalent actinides oxalates, thorium (IV) and plutonium (IV), by addition of organic compounds in the precipitation medium. Several impacts of selected “CHON” additives were identified. The molecules, chosen among the actinides complexing and precipitating agents, can act on the crystal structure of the precipitates, the particles morphology, their size and/or their agglomeration. Solid-state analyses combined with the measurements of solubility, nucleation rates, crystal growth rates and agglomeration kernels, allow to shed light on the mechanisms underlying the morphology modulations. This work shows some differences between the behavior of thorium (IV) oxalate and plutonium (IV) oxalate systems. Their origins are discussed in the manuscript. The multidisciplinary methodology developed during this work leads to suggest how to re inforce the additives morphological impacts which can be useful in view of a transposition to other chemical systems, especially other actinides or mixed actinides oxalates

Ce memoire est consacre a la croissance epitaxiale par movpe des semiconducteurs ii-vi a grand gap, znse, znte, ainsi que des structures de type super-reseaux znse-znte. L'utilisation d'un nouveau precurseur du zinc a permis d'ameliorer considerablement la qualite des materiaux deposes (homogeneite et purete). La determination des conditions de croissance optimales de znse et znte, epitaxie grace a ce nouveau precurseur, a permis d'aboutir a la realisation effective de super-reseaux znse-znte pour movpe. Une premiere modelisation de la structure de bande de ces structures a ete realisee par la methode de la fonction enveloppe et a permis de deduire une valeur de l'offset chimique de bande de valence de 200 mev

Influence de paramètres de dépôt comme l'énergie du bombardement électronique, la température de croissance sur le processus de croissance. Caractérisation physico-chimique associée à des mesures électriques permettant de considérer la nature des oxydes ultraminces

Les composés Organiques Volatils (COVs) sont des gaz carbonés rares, émis en faible concentration depuis les surfaces continentale et marine vers l’atmosphère. Très réactifs, ces composés sont impliqués dans la chimie atmosphérique et sont au cœur de nombreuses problématiques environnementales actuelles telles que le changement climatique lié aux gaz à effet de serre, la qualité de l’air et les rétroactions sur le fonctionnement des écosystèmes. Les couverts végétaux terrestres étaient jusqu’alors identifiés comme les sources principales de COVs d’origine biogénique. Mais, de récentes études suggèrent que les sols pourraient constituer des sources majeures de COVs. Or dans les paysages anthropisés agricoles, les sols sont l’objet d’usages et de gestions divers et variés et sont susceptibles de modifier qualitativement et quantitativement les patrons d’émissions de COVs. Paradoxalement, les sols d’agrosystèmes ont fait l’objet de peu d’inventaires de leurs émissions de COVs. La rareté des connaissances sur la contribution des sols d’agrosystèmes dans les émissions de COVs a motivé ce travail de thèse dans lequel trois objectifs ont été poursuivis : i) inventorier les spectres et quantifier les flux de COVs émis par les sols dans les paysages agricoles, ii) déterminer le rôle des microorganismes du sol dans les émissions et iii) identifier les déterminants abiotiques régulant les émissions de COVs par les sols. Une première partie du travail a consisté à analyser les dynamiques temporelles d’émissions de COVs sur le terrain, dans deux sites observatoires représentatifs du paysage agricole Breton : le site EFELE (SOERE-PRO) comprenant des sols cultivés soumis à des pratiques de fertilisation contrastées, et la Zone Atelier Armorique (ZAAr) comprenant des prairies permanentes fertilisées et des prairies humides caractérisées par un faible degré d’anthropisation. La deuxième partie du travail a été menée en laboratoire pour expliciter et compléter les observations de terrain, deux séries d’expérimentations en laboratoire ont été réalisées permettant de manipuler, i) la source de carbone organique du sol via l’apport de différentes molécules modèles, ii) les communautés microbiennes par la transplantation de communautés microbiennes naturelles dans trois sols distincts. Cette étude aura permis de montrer, en laboratoire et sur le terrain, qu’un sol émet une quarantaine de masses dont seules quelques-unes (1 à 4) sont dominantes. Ces spectres de COVs sont par ailleurs spécifiques des usages des sols (culture vs prairie) et des pratiques de fertilisation. Nous montrons aussi : i) qu’il existe une temporalité des émissions de COVs par les sols allant de 22 à 167 μg de COVs par m−2 h−1, la période hivernale étant la moins émissive et que ii) s’ajoute que certaines pratiques de fertilisation, comme l’apport de lisier de porc, induisent un flux de méthanol pouvant atteindre jusqu’à 10 fois celui qui est observé par les sols amendés avec du digestat de lisier de porc. Concernant, le rôle des microorganismes du sol dans la production de COVs, nous démontrons que le spectre de COVs n’est pas représentatif de la diversité phylogénétique de la communauté du sol mais plutôt de l’activité métabolique des microorganismes actifs. S’agissant de l’exploration des déterminants abiotiques susceptibles de réguler les émissions, nos résultats suggèrent que l’ajout de molécules organiques au sol, induit un changement rapide dans le spectre de COVs émis par le sol. Cette modification est dépendante du degré de polymérisation de la molécule apportée. Pour conclure, l’approche intégrative et interdisciplinaire mise en œuvre dans ce travail de thèse a permis d’accroître les connaissances sur les émissions de COVs biogéniques par les sols. L’ensemble des recherches suggère que les émissions de COVs par les sols ne sont pas négligeables. Leur position dans les cycles biogéochimiques nécessite leur intégration dans les scenarii futurs des changements globaux
Volatile Organic Compounds (VOCs) are trace carbonaceous gases emitted in low concentrations from the continental and marine surfaces to the atmosphere. Highly reactive, these compounds are involved in atmospheric chemistry and are at the heart of many current environmental issues such as climate change related to greenhouse gases, air quality and feedback on the functioning of ecosystems. Terrestrial plant cover was previously identified as the main source of VOCs of biogenic origin. But recent studies suggest that soils could be major sources of VOCs. However, in agricultural anthropogenic landscapes, soils are subject to various and varied uses and management and are likely to modify qualitatively and quantitatively the patterns of VOC emissions. Paradoxically, agrosystem soils have been the subject of few inventories of their VOC emissions. The scarcity of knowledge on the contribution of agrosystems soils in VOC emissions motivated this work of thesis in which three objectives were pursued : i) inventory the spectra and quantify the VOCs fluxes emitted by soils in agricultural landscapes (ii) to determine the role of soil microorganisms in emissions and (iii) to identify the abiotic determinants controlling VOC emissions by soils. A first part of the work has consisted in analyzing the temporal dynamics of VOCs emissions in the field, in two observatory sites representative of the Britain agricultural landscape : the EFELE site (SOERE-PRO) comprising cultivated soils subjected to contrasting fertilization practices, and the Zone Atelier Armorique (ZAAr) including fertilized permanent meadows and wet meadows characterized by a low degree of anthropization. The second step of the work was conducted in the laboratory to clarify and complete the field observations, two series of laboratory experiments were conducted to manipulate, i) the soil organic carbon source via the input of different model molecules (ii) microbial communities by transplanting natural microbial communities into three distinct soils. This study has generated technical advances and produced entirely new results concerning both the characterization of spectra and the quantification of biogenic VOC fluxes emitted by soils. Thus, we show, in the laboratory and in the field, that a soil emits about forty masses of which only a few (1 to 4) are dominant. These VOC spectra are also specific to land uses (crop vs meadow) and fertilization practices. We also show that : i) there is a temporality of VOC emissions by soils ranging from 22 to 167 μg of VOCs per m−2 h−1, the winter period is the least emissive and ii) adds that some fertilization practices, such as pig slurry, induce a flux of methanol up to 10 times that observed by soils amended with methanised pig slurry. Regarding the role of soil microorganisms in VOCs production, we demonstrate that the VOCs spectrum is not representative of the phylogenetic diversity of the soil community but rather of the metabolic activity of active microorganisms. As for the exploration of abiotic determinants that can regulate emissions, our results suggest that the addition of organic molecules to the soil induces a rapid change in the VOC spectrum emitted by the soil, ranging from a few hours to a few days after intake. This modification is dependent on the degree of polymerization of the molecule provided. All research suggests that VOC emissions by soils are not negligible. Their key position in terms of issues requires to be of greater interest and to take them into account in future scenarios of global changes (climate and land uses), especially with regard to emerging practices of soil management in connection with the ecological transition initiated in agriculture. Similarly, the consideration of VOCs emissions in the biogeochemical cycles of carbon and that of nitrogen to better understand the functioning of ecosystems is also discussed in this document

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des polluants organiques persistants potentiellement mutagènes et cancérigènes. Leur transfert de l'atmosphère vers les écosystèmes, notamment vers les plantes, conditionne leur entrée dans les chaines alimentaires mais les modalités de ce transfert restent encore mal connues. L'objectif de ce travail était donc de caractériser le transfert et d'identifier les effets biologiques des HAP atmosphériques sur un système sol-plante-microorganismes symbiotiques.Un dispositif expérimental a été conçu afin de recréer en laboratoire une pollution atmosphérique par les HAP avec comme HAP modèle le phénanthrène (PHE). Le dispositif a fait l'objet d'une validation et d'une calibration élaborée de manière originale par une double approche mêlant l'expérimental à la simulation mathématique. Les niveaux d'exposition en polluant (150 µg m-3), contrôlés par des échantillonneurs passifs, se sont avérés pertinents par rapport aux conditions in situ. Ce dispositif a donc été utilisé pour exposer durant un mois des microsystèmes sol-plante-microorganismes au PHE par voie atmosphérique.Les différentes études ont mis en évidence un transfert du PHE depuis l'atmosphère vers tous les compartiments du microsystème, avec une accumulation majeure vers les feuilles de trèfle ou de ray-grass (respectivement 170 et 70 µg g־ ¹MS) et un transfert phloémien vers les racines est suggéré. Chez le trèfle, la mycorhization n'a pas été affectée, tandis que le nombre de nodules actifs a diminué de manière significative. Contrairement aux racines, la biomasse aérienne du trèfle a été significativement affectée (environ - 25%) par l'exposition au PHE atmosphérique, suggérant un impact sur le métabolisme carboné de la plante. Une expérience de marquage des trèfles au ¹³C-CO2 a effectivement montré un impact négatif du PHE atmosphérique sur la croissance, l'allocation de biomasse et l'allocation carbonée. Pour conclure, ces études ont permis non seulement de caractériser les effets biologiques et physiologiques des HAP atmosphériques sur les végétaux mais également de proposer l'utilisation du potentiel mycorhizien comme indicateur de pollution atmosphérique par les HAP.

Le dédoublement par cristallisation préférentielle de dérivés 5-alkyl-5-alkylhydantoïnes : 5-éthyl-5-méthylhydantoïne (12H), et des dérivés 5-méthyl-5-(4-Xphényl)hydantoïnes : X = méthyle (17H), chloro (pCl61H), méthoxy (pMeO61H) et bromo (pBr61H) est réalisé selon le procédé auto-ensemencé AS3PC à une échelle de 35mL puis étendu à 2 litres pour les dérivés 12H et pBr61H. Le suivi de l'évolution de la population de particules pendant la cristallisation permet de conclure que l'effet d'entraînement n'est pas le fait d'un mécanisme unique. Pour le dérivé 12H, il est le résultat d'une action combinée de croissance cristalline et de nucléations. Dans le cas du dérivé pBr61H, seule la croissance cristalline est observée.

L'objectif principal de cette thèse est de caractériser et d'analyser les phénomènes de recristallisation et de croissance des grains qui se produisent dans les métaux hexagonaux. On considère ici surtout le titane et le zirconium. pour cette raison, plusieurs expériences ont été préparées et réalisées à l'aide de la technique EBSD (la diffraction d'électrons rétrodiffusés). En même temps, un logiciel spécial utilisant l'approche de simulation et qui est basé sur le modèle Monte Carlo Potts a été conçu afin de faciliter l'analyse expérimentale. Sur la base de données expérimentales et des résultats des simulations, les modèles physiques et les hypothèses concernant les processus de recristallisation et de croissance des grains étudiés ont été proposés et vérifiés de manière positive
The main aim of this thesis is to describe and analyse recrystallization and grain growth phenomena taking place in hexagonal metals, in particular cold-rolled titanium and channel-die compressed zirconium were considered. For that reason, several experiements were prepared and carried out using EBSD (Electron Backstartter Diffraction) technique. In addition, a special software based on Monte Carlo Potts model was developed in order to facilitate experiemental analysis using simulation approach. Based on the obtained experiemental data and simulation results, physical models and hypotheses concerning the investigate recrystallization and grain growth processes were proposed and positively verified

Les VEGFr (Vascular Endothelium Growth Factor receptors, récepteurs des facteurs de croissance de l’endothélium vasculaire) sont des protéines responsables de l’angiogenèse, c’està-dire, la croissance des vaisseaux sanguins. De fait, ils sont impliqués dans les maladies liées à une vascularisation néfaste comme dans la croissance des tumeurs cancéreuses ou de néovascularisation rétinienne. Traiter ces vaisseaux sanguins sans atteindre les tissus sains est un enjeu qui nécessite de les imager spécifiquement et précisément, ces deux critères pouvant être atteints par imagerie de fluorescence. La spécificité en imagerie de fluorescence repose sur l’emploi d’une sonde, c’est-à-dire un fluorophore sélectif du phénomène à imager. Pour synthétiser des sondes sélectives, nous nous sommes inspirés d’un ligand connu du VEGFr : l’axitinib. La structure chimique de l’axitinib comporte un hétérocycle indazole avec deux rôles essentiels : (i) dans la fluorescence de l’axitinib, (ii) dans sa sélectivité pour le VEGFr. Cette structure a été modifiée de façon à introduire des substituants rendant la molécule plus fluorescente tout en conservant au mieux le squelette responsable de l’activité biologique. Une librairie d’une vingtaine de fluorophores a été synthétisée et étudiée pour des applications en imagerie de fluorescence
VEGFr (Vascular Endothelium Growth Factor receptors) are proteins responsible for the angiogenesis, meaning the growth of blood vessels. Consequently, they are involved in diseases due to harmful vascularization such as tumor growth or retinal neovascularization. Treating those blood vessels without harming healthy tissues is an issue. It requires specific and precise images of the blood vessels, both criteria being achievable thanks to fluorescent imaging. The specificity of fluorescent imaging relies on the use of a probe, meaning a selective fluorophore. To synthetize selective probes, we were inspired by a known ligand of the VEGFr: the axitinib. The chemical structure of the axitinib has an indazole heterocycle with two key roles: (i) in the fluorescence of the axitinib, (ii) in its selectivity for the VEGFr. Substituents were introduced to increase the overall fluorescence of the molecule while preserving the backbone responsible for the biological activity to the best of our ability. A library of about twenty fluorophores was synthetized and studied for applications in fluorescent imaging

L'aviation émet de grandes quantités de gaz et de particules dans l'atmosphère contribuant, d'une part, à la détérioration de la qualité de l'air à une échelle locale et d'autre part, au forçage radiatif atmosphérique et donc au changement climatique. Une voie envisagée pour limiter l'impact de l'aviation est l'utilisation de carburants alternatifs. Les biocarburants sélectionnés dans cette optique tendent à avoir des teneurs en soufre et en composés aromatiques réduites, ce qui induit une diminution de la quantité d'acide sulfurique formé dans les panaches d'avions ainsi que des suies émises. La modification de la nature et de la composition des carburants utilisés peut entraîner des conséquences inattendues. Il s'avère alors essentiel d'étudier et de déterminer l'évolution des aérosols dans les panaches d'avions. Pour cela, un modèle microphysique précédemment testé lors de la combustion de kérosène classique a été utilisé et amélioré. Après avoir déterminé les émissions " types " des carburants alternatifs, des simulations ont été menées afin de prédire l'évolution et le comportement des aérosols. Plusieurs processus ont nécessité des révisions tels que la congélation homogène ou encore le comportement des composés organiques.

L'objectif principal de ce travail est d'étudier les mécanismes d'oxydation lors de la photocatalyse (TiO2 irradié sous UV-A) appliquée à la dégradation des microorganismes et leurs effets sur les composants cellulaires. L'étude de l'efficacité antimicrobienne de TiO2 sur un panel de microorganismes (bactéries, spores, champignons) réalisée dans différents milieux (TiO2 en milieu riche, 'sec', en phase liquide) montre l'influence des méthodes d'évaluation, de test et de comptage sur les efficacités d'inactivation. Des études menées en présence de molécules scavengers d'anions superoxydes (O2°-) mettent en évidence l'implication des O2°- dans l'effet antibactérien et dans la peroxydation lipidique. Au niveau protéomique, diverses cibles d'action potentielles du TiO2 sont aussi proposées. Enfin, une partie applicative détermine l'efficacité antimicrobienne de dispositifs photocatalytiques équipés de mousses alvéolaires de β-SiC et de diodes électroluminescentes, et met en avant les propriétés auto-désinfectantes sous lumière solaire de textiles photocatalytiques fonctionnalisés par la technique layer-by-layer.

La miniaturisation des composants microélectroniques est nécessaire pour des gains de coûts, de place ou de performance. Des capteurs de gaz, faciles d'utilisation (transportables et non encombrants) peuvent alors être envisagés et ouvrir la possibilité à la détection de certains gaz toxiques en très faible quantité (tels que les COV, composés organiques volatils) qui ne sont que trop peu détectés actuellement. Les performances d'un capteur de gaz sont en premier lieu liées à sa couche mince sensible qui permet la détection par interaction avec le gaz cible. Ces travaux se focalisent sur le développement de couches sensibles de polymères réalisées par une technique de synthèse novatrice de dépôt chimique en phase vapeur par une polymérisation amorcée in-situ (iCVD). Cette technique possède de nombreux avantages pour la réalisation de composants nanométriques comme par exemple l'absence de solvant dans son procédé ou les faibles températures mises en jeu. L'impact des paramètres du procédé iCVD sur les propriétés du film mince est dans un premier temps discuté, et le mécanisme de croissance du film mince de polymère est par la suite étudié. Pour la première fois, deux régimes de croissance sont décrits. Le premier régime, ainsi visible pour de faibles temps de dépôt, est caractérisé par une vitesse de croissance faible. Le second régime apparaît à des temps de dépôt plus important et se traduit par une vitesse de croissance plus élevée et constante dans le temps. Grâce à de nombreuses caractérisations macroscopiques et microscopiques des couches minces de poly(méthacrylate de néopentyle), un modèle pour le mécanisme de croissance de film mince de polymère est proposé. Ce régime en deux temps semble être corrélé à l'épaisseur du film mince et une épaisseur critique est identifiée. De plus, pour comprendre cette croissance, un facteur primordial est mis en évidence. En effet, la concentration en monomère sur le lieu de la polymérisation est déterminante pour la croissance et permet la réalisation des films minces maîtrisés et reproductibles, nécessaires dans le domaine des capteurs de gaz. Différents polyméthacrylates déposés en couche mince par iCVD sont testés comme couche sensible. Ces films ont permis la détection du toluène en très faible quantité (ppm) et ont l'avantage de conduire à des capteurs réversibles
Miniaturization of microelectronic devices is mandatory for cost, space and performance benefits. Easy-to-use gas sensors can then be designed and detection of low level of toxic gases can be achieved. The sensor performances are closely dependent on the sensitivity of the thin film towards the targeted gas. This study focuses on sensitive polymer thin films deposited by initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD). This innovative deposition method has the advantage to be solvent-free and does not require high reaction temperatures, which allows its use in many fields, including nanocomponent fabrication. The iCVD process parameters are investigated and their influence on the thin film properties discussed. The study of the growth mechanism reveals an unexpected two-regime growth of the deposited films. The first regime, in the early stage of the deposition process, is characterized by a relatively slow growth. In the second regime, the growth rate slightly increases and the film thickness increases linearly with the deposition time. Based on microscopic and macroscopic data gained on poly(neopentyl methacrylate) thin films, a model for the growth mechanism of the polymer thin film is proposed. The change of regime appears to be correlated to the thin film thick-ness. This study shows the presence of a critical thickness. Moreover, the monomer concentration building up where the polymerization takes place is the most significant parameter to understand the film growth. It is also the key parameter to enable the deposition of reproducible and thickness controlled films, which is required for gas sensor applications. Finally, polymethacrylate films, obtained by iCVD, are tested as sensitive layers and low toluene gas concentration (ppm) can be detected, while the gas sensors are reversible

L’aviation émet de grandes quantités de gaz et de particules dans l’atmosphère contribuant, d’une part, à la détérioration de la qualité de l’air à une échelle locale et d’autre part, au forçage radiatif atmosphérique et donc au changement climatique. Une voie envisagée pour limiter l’impact de l’aviation est l’utilisation de carburants alternatifs. Les biocarburants sélectionnés dans cette optique tendent à avoir des teneurs en soufre et en composés aromatiques réduites, ce qui induit une diminution de la quantité d’acide sulfurique formé dans les panaches d’avions ainsi que des suies émises. La modification de la nature et de la composition des carburants utilisés peut entraîner des conséquences inattendues. Il s’avère alors essentiel d’étudier et de déterminer l’évolution des aérosols dans les panaches d’avions. Pour cela, un modèle microphysique précédemment testé lors de la combustion de kérosène classique a été utilisé et amélioré. Après avoir déterminé les émissions « types » des carburants alternatifs, des simulations ont été menées afin de prédire l’évolution et le comportement des aérosols. Plusieurs processus ont nécessité des révisions tels que la congélation homogène ou encore le comportement des composés organiques
Aircraft emit important amounts of particulate and gaseous matter in the atmosphere contributing on the one hand to local air pollution and on the other hand to the atmospheric radiative forcing and to climate change. Introducing alternative fuels in aviation can be considered as a viable option to reducing the impact of aviation, being economically and environmentally sustainable. These selected biofuels tend to have lower aromatic and sulphur contents inducing a simultaneous reduction in sulphuric acid and soot emissions. However modifying the nature and composition of the fuel used can entail unexpected consequences. It is therefore essential to study and determine the evolution of aerosols in the aircraft plume. To manage this task, a microphysical trajectory box, previously tested with standard kerosene, has been developed. After an assessment concerning the typical emissions from the combustion of biofuels in aviation, simulations have been undertaken in order to predict aerosol evolution. Several microphysical processes have been revised such as droplet homogeneous freezing or the behaviour of organic compounds

Les Composés Organiques Volatils biogènes (COVB) sont des molécules issues du métabolisme secondaire des végétaux, dont l'émission peut être modulée par les conditions environnementales. Parmi ces composés, l'isoprène a été très étudié du fait des flux d'émission important et de son implication dans la photochimie troposphérique. Cependant, les mécanismes d'action des facteurs environnementaux sont encore mal connus, et notamment celui de l'impact du stress hydrique. Dans le contexte de changements climatiques, ce type de stress va particulièrement impacter la région méditerranéenne.Nous avons étudié l'impact du stress hydrique sur les émissions d'isoprène de Quercus pubescens Willd. Cette espèce, très présente dans cette région, serait la seconde source d'isoprène en Europe.Deux étude ont été menées.La première, effectuée en pépinière, a consisté à appliquer un stress hydrique modéré et sévère d'avril à octobre. Une augmentation des émissions d'isoprène des arbres modérément stressés a été observée alors qu'il n'y a eu aucune modification des émissions pour les arbres très stressés.La seconde a consisté à faire un suivi saisonnier du stress hydrique au sein d'une chênaie pubescente. Un stress hydrique amplifié a été appliqué par un système d'exclusion de pluie, permettant de diminuer la quantité de pluie de 30%. Nous avons observé que le stress hydrique amplifié augmentait les facteurs d'émission d'isoprène des arbres.Cette base de données a permis le développement, par Réseau de Neurones Artificiels (RNA), d'un algorithme d'émission d'isoprène. Nous avons ainsi mis en évidence l'impact prédominant du contenu en eau du sol sur les émissions d'isoprène
Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOC) are plants secondary-metabolism-molecules. Their emissions are modulated by environmental conditions. Among these compounds, isoprene has been particularly studied due to its intense emission fluxes as well as its major contribution to tropospheric photochemistry. However, the impacts of environmental constraints on isoprene emission are still not yet well known. In particular, water stress impact is still a contradictory issue. In a world facing multiple climatic changes, models expect this kind of stress to hit Mediterranean area.This work focused on the impact of water stress on Quercus pubescens Willd. isoprene emissions. This species, widely spread in this area, is the second isoprene emitter in Europe.Two types of study were used.First, during an experimental carried out in a nursery, Q. pubescens saplings were grown under a moderate and severe water stress from April to October. This experimentation highlighted an increase of isoprene emissions for mid-stressed trees, while no emission changes were observed for the highly stressed trees.Secondly, an experimentation was conducted on a pubescent oak forest with trees acclimated to long lasting stress periods. We followed, during a whole season, the impact, on isoprene emissions, of a water stress created by artificially reducing 30% of the rains by means of a specific deploying roof. Isoprene emission factors were observed to increase under water stress.The database thus obtained was used in an Artificial Neural Network (ANN) to develop an appropriate isoprene emission algorithm. We underlined the predominant impact of soil water content on isoprene emissions

L’étude chimique de l’exsudat glutineux recouvrant les bourgeons et la base des feuilles de Gardenia urvillei Montrouz. et Gardenia oudiepe Vieill., Rubiaceae endémiques de Nouvelle-Calédonie, a conduit à la détermination structurale de douze cycloartanes, neuf seco-cycloartanes, huit dammaranes et sept flavonoïdes. Parmi ces métabolites secondaires, six cycloartanes, quatre seco-cycloartanes et deux dammaranes sont des composés originaux. Les évaluations biologiques sur différentes cibles, notamment la recherche de propriétés anti-angiogéniques par déplacement du VEGF de son récepteur VEGF-R1 ou par inhibition de la polymérisation de la tubuline, ayant montré des résultats encourageants, une chimiothèque d’analogues a été hémisynthétisée. A cette fin, les composés majoritaires en séries cycloartane, dammarane, et flavonoïde, respectivement l’oudiépone A, l’hydroxydammarénone II, la santine, la 5,7-dihydroxy-3,3’,4’,5’,6-pentaméthoxyflavone et le kaempférol ont servi de points de départ à des modifications structurales ayant permis d’accéder à douze cycloartanes, deux seco-cycloartanes, trois dammaranes, un seco-dammarane et huit flavonoïdes supplémentaires. Un début de relation structure-activité a ainsi pu être décrit dans les domaines mentionnés précédemment
Phytochemical studies of glutinous exudate covering the buds et the leaf base of Gardenia urvillei Montrouz. et Gardenia oudiepe Vieill., Rubiaceaeous species endemic to New Caledonia, have led to the identification of twelve cycloartanes, nine seco-cycloartanes, eight dammaranes et seven flavonoids. Among these secondary metabolites, six cycloartanes, four seco-cycloartanes et two dammaranes are original natural products. Biological evaluations, such as search for anti-angiogenic properties or inhibition of tubulin polymerization, have shown promising results. In order to establish the structure-activity relationships for these activities, twenty-six analogs were semisynthesized from the major isolated compounds, oudiépone A, hydroxydammarénone II, santin, 5,7-dihydroxy-3,3’,4’,5’,6-pentamethoxyflavone et kaempferol

Mon mémoire de maîtrise a été réalisé dans le cadre du projet Génorem (www.genorem.ca), un projet multidisciplinaire qui réunit différents chercheurs de l'Université de Montréal et de l'Université McGill dans le but d'améliorer les techniques utilisées en bioremédiation. Dans le cadre de l'étude, des saules à croissance rapide (Salix sp.) ont été utilisés comme plantes modèles dans l'étude. Ainsi, 11 cultivars de saule ont été suivis afin de déterminer leur potentiel à produire un bon rendement de biomasse, à tolérer des conditions de stress sévère causé par la présence de HAPs (hydrocarbures aromatiques polycycliques) , BPCs (biphényles polychlorés) et d'hydrocarbures pétroliers C10-C50. L'expérimentation consistait en une plantation de saule à forte densité qui a été mise en place en 2011 sur le site d'une ancienne industrie de pétrochimie à Varennes, dans le sud du Québec. Les boutures des génotypes sélectionnés ont été plantées sur une superficie d'environ 5000 m2. Les plantes ont été suivies pendant les deux saisons de croissance suivant le recépage et une série de paramètres de croissance et de mesures physiologiques ont été récoltés (surface foliaire, taux de chlorophylle, conductance stomatique et statut nutritionnel) dans le but d'évaluer et de comparer les performances de chaque génotype sur un sol pollué. Les analyses statistiques ont démontré que le cultivar S. miyabeana (SX61) était le meilleur producteur de biomasse sur le site contaminé, tandis que S. nigra (S05) et S. acutifolia (S54) présentaient la meilleure capacité photosynthétique. S. dasyclados (SV1), S. purpurea (‘Fish Creek’) et S. caprea (S365) ont semblé particulièrement affectés par la présence de contaminants. La capacité d'établissement et la croissance de S. nigra (S05), S. eriocephala (S25) and S. purpurea x S. miyabeana (‘Millbrook’) indiquent une tolérance globale supérieure à la pollution . Cette analyse comparative des différentes réponses physiologiques des saules cultivés sur un sol contaminé pourra guider le processus de sélection de plantes et les techniques de bioremédiation dans les futurs projets de phytoremédiation.
My master thesis is part of a larger multidisciplinary initiative called GenoRem (www.genorem.ca). GenoRem brings together scientists from Université de Montréal and McGill University in a quest to improve bioremediation techniques through molecular and biological processes. Eleven fast-growing willow (Salix sp.) cultivars were studied, primarily to identify those that produce high biomass yields, demonstrate capacity to thrive under harsh environmental conditions and to tolerate the presence of PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons), PCBs (polychlorinated biphenyls) and C10-C50. A high-density field experiment was undertaken during the summer of 2011 on a former petrochemical industrial site in southern Québec, Canada. Cuttings of selected willow genotypes were planted on an area covering ~5000 m². Plants were monitored over the two growing seasons that followed the coppicing by recording a series of growth parameters and physiological measurements (specific leaf area, chlorophyll concentration, stomatal conductance and nutrient concentration) in order to compare growth performance of each genotype on contaminated soils. S. miyabeana cultivars (SX61) achieved the highest biomass production, while S. nigra (S05) and S. acutifolia (S54) had the highest photosynthetic capacity. S. dasyclados (SV1), S. purpurea (‘Fish Creek’) and S. caprea (S365) were negatively affected by the presence of contaminants The establishment capacity and development of S. nigra (S05), S. eriochephala (S25) and S. purpurea X S. miyabeana (‘Millbrook’) were globally less influenced by soil pollution. This comparative analysis of physiological responses of willow on contaminated soil will guide plant selection processes and bioremediation practices in future phytoremediation projects.