UPThèses

Les découvertes récentes de faunes à hominidés dans le Mio-Pliocène d' Afrique de l' Ouest ont remis en cause le rôle de barrière joué par le rift Est-Africain et relancé le débat sur la paléobiogéographie africaine. Dans ce contexte, l' identification des barrières biogéographiques effectives à cette période est importante. L' une des contraintes à la dispersion des faunes est le réseau hydrographique. Cette thèse a pour objectif la reconstruction de la topologie de ce réseau durant le Néogène. Nous avons utilisé le genre de poisson-chat Synodontis (Mochokidae, Siluriformes) : la large répartition actuelle de Synodontis en Afrique, sa diversité importante, l' hétérogénéité des distributions de ses espèces actuelles, ainsi que son importante représentation dans le registre fossile sous-tendent une histoire complexe au sein du réseau hydrographique africain. Jusqu' à présent, l' identification des espèces de Synodontis était basée sur des caractères d' anatomie molle. Nous avons établi un ensemble de caractères ostéologiques permettant la reconnaissance des d'espèces actuelles de Synodontis de la zone Nilo-Soudanaise. Cette étude anatomique a permis la reconnaissance des spécimens fossiles à un niveau spécifique dans le Mio-Pliocène d' Afrique (Tchad, Egypte, Tunisie, Uganda). Une phylogénie moléculaire est établie. Pour reconstruire l' histoire de Synodontis, nous avons combiné les approches anatomiques et moléculaires. L' évolution du groupe est structurée par la dorsale Centre Africaine et influencée par l' émergence du Rift. Nos résultats proposent une origine Congolaise de Synodontis dans l' Oligocène (~30 Ma). Subséquemment, des dispersions en zone Nilo-Soudanaise et Basse Guinée sont enregistrées. La phylogénie de Synodontis soutient l' existence d' un réseau hydrographique qui s' étend de l' Est à l' Ouest de l' Afrique, indépendant du Nil, et qui a fonctionné jusqu'à ~10 Ma. Au Miocène Supérieur, la distribution des espèces de Synodontis en zone Nilo-Soudanaise est plus hétérogène qu' actuellement. Au Plio-Pléistocène, les échanges entre les bassins de la zone Nilo-Soudanaise s' intensifient, entraînant l' homogénéisation de l' ichtyofaune.

Lorsqu'un matériau est soumis `a une onde de choc non-soutenue suffisamment intense pour induire sa fusion, les contraintes de traction générées à la réflexion de cette onde sur une surface libre se développent au sein d'un milieu liquide. Il en résulte un processus de fragmentation dynamique, appelé micro-écaillage, qui conduit à la création d'un nuage de fines gouttelettes. L'objectif de la thèse est d'améliorer la compréhension de ce phénomène afin d'en proposer une modélisation physique. Le travail expérimental, combinant des essais d'impact de plaques et de choc laser sur l'étain, permet de constituer une base de données de référence sur le micro-écaillage. Des d´eveloppements théoriques et numériques, reposant sur l'analyse de modèles existants fondés sur une approche énergétique globale, conduisent à la formulation d'un critère de fragmentation approprié au micro-écaillage, implémenté dans un code de calcul. Les résultats des simulations apportent une première description du nuage de particules : distributions de tailles, de vitesses et état du liquide qui les compose. En parallèle, une seconde approche de modélisation est entreprise pour mieux cerner les mécanismes physiques élémentaires mis en jeu lors du micro-écaillage. Motivée par des observations expérimentales, l'étude micro-mécanique d'une sphère creuse constituée d'étain liquide en expansion dynamique permet de d´ecrire l'évolution de la cavitation au sein des métaux liquides et d'en déduire les conditions pour lesquelles celle-ci peut effectivement conduire à la fragmentation. Les résultats de cette étude confortent certaines prédictions du modèle de fragmentation fondé sur une approche énergétique globale.

Les études menées dans cette thèse concernent le problème du placement optimal de tâches des robots redondants en vue d'améliorer leurs performances cinéstotatiques lors de l'exécution des tâches. Nous rappelons les concepts de la cinématique des manipulateurs ainsi que les notions de redondance et d'accessibilité. Nous examinons aussi les indices de performance cinématique proposés. Ensuite, nous évoquons les contributions existantes, sur le sujet du placement optimal robot / tâche. Ces travaux sont recensés selon trois groupes : ceux concernant l'accessibilité aux tâches; ceux consacrés à l'optimisation des performances cinétostatiques; et ceux envisageant la minimisation du temps du cycle. En tenant compte des limitations des méthodes publiées, nous résolvons le placement de tâches sous trois scénarios : optimisation d'un seul critère de performance pour un point de la tâche dans un environnement sans obstacles ; optimisation multicritère pour plusieurs points de la tâche dans un environnement sans obstacles ; et finalement optimisation globale d'un critère dans un environnement encombré. Nos méthodes constituent des contributions dans le domaine de la planification des mouvements des robots redondants. La prise en compte des contraintes assure l'obtention de solutions réalistes. Nous retenons deux aspects spécifiques de nos méthodes : le premier relatif à la démarche utilisée pour la synthèse de trajectoires articulaires continues entre les points-tâche dans le cas de l'optimisation multicritère ; le second relatif à la fonction objective que nous proposons dans le cas de la méthode avec contrainte anti-collisions. L'efficacité de nos méthodes est validée en les appliquant à des cas divers dans tous les scénarios envisagés.

La communication intercellulaire par les jonctions gap (CIJG) a été proposée comme l'un des éléments impliqués dans la cancérogenèse très rapidement après sa mise en évidence, dans les années 1960. Ainsi l'induction de l'expression de connexines, motif structural de base de la CIJG, a été décrite comme étant capable de " normaliser " le phénotype de cellules cancéreuses. Notre étude de la connexine 43 (Cx43), par tissue micro array, dans des tumeurs gliales humaines (59 échantillons) a montré une délocalisation et une perte de l'expression de la protéine. La situation s'avère complexe par l'hétérogénéité intratumorale; en effet, certaines cellules du tissu tumoral montrent un signal avec une localisation aberrante dans le cytoplasme ou dans le noyau. Certains travaux ayant suggéré que Cx43 pourrait " normaliser " le phénotype tumoral par une action indépendante de la CIJG, Cx43 ou des formes tronquées de la protéine ont été exprimées par des vecteurs rétroviraux dans des lignées de tumeurs gliales humaines. Les résultats obtenus ont suggéré que l'expression de la protéine ne permettait pas de réduire le potentiel prolifératif des cellules tumorales lorsque celles-ci sont maintenues en monocouche. En revanche, la capacité des cellules à proliférer sans ancrage est réduite par l'expression de Cx43 mais aussi par des formes tronquées de la protéine ne permettant pas la CIJG. De plus, les cellules exprimant Cx43, entière ou tronquée, apparaissent douées d'une plus grande motilité. En conclusion, Cx43 semble jouer un rôle complexe dans la progression des tumeurs gliales humaines, celle-ci apparaissant avec des localisations aberrantes dont l'effet demeure inconnu. L'expression de la Cx43 ne constituerait pas nécessairement un facteur de bon pronostic, car si les cellules montrent une diminution de leur prolifération dans un environnement défavorable, elles semblent, en revanche, plus aptes à migrer, ce qui permettrait l'invasion du tissu environnant.

Quelle peut-être la place de l'ouvrier dans le Poitou du XIXème siècle, région archétype d'une France en miniature, majoritairement conservatrice et rurale ? Quelle perception peut avoir l'autorité publique d'une population marginale noyée dans un océan de ruralité à une époque de bouleversements économiques, sociaux et politiques majeurs ? Loin des centres industriels, le monde ouvrier possède néanmoins quelques bastions précisément localisés où il peut exercer une influence non négligeable. Cependant sa modération politique et sa modeste importance numérique font que l'ouvrier n'est pas prioritaire dans l'esprit des autorités. L'application d'une législation sociale, qui émerge dans la seconde moitié du siècle, se fait sans zèle malgré le besoin réel d'une intervention étatique au sein des ateliers. Pour faire face aux difficultés d'une vie quotidienne éprouvante il reste la solidarité et la revendication active.

Ce mémoire de thèse relate la mise au point d'une méthodologie d'identification en boucle fermée de la machine asynchrone, grâce à une prise en compte explicite de l'algorithme de commande vectorielle. Fondamentalement, l'identification directe pose des problèmes en raison des perturbations stochastiques que l'on retrouve sur la variable de commande via la boucle de régulation, ce qui rend l'estimation asymptotiquement biaisée. Nous proposons de remédier à ce problème grâce à une identification indirecte sur la base de la connaissance du correcteur. De plus, nous étendons le champ d'application de cette approche en identifiant préalablement un correcteur équivalent à l'aide d'une technique de moindres carrés surparamétrisés, afin d'éviter la connaissance a priori de la structure et des paramètres du correcteur. Une structure minimale du correcteur équivalent surparamétrisé est obtenue grâce à un test original portant sur les moments. L'identification de la machine asynchrone est effectuée grâce au correcteur équivalent, à l'aide d'un algorithme du type erreur de sortie. Outre l'élimination du biais asymptotique, les études comparatives réalisées en simulation stochastique ont montré que l'approche indirecte fournit des estimées plus précises, et cela pour une excitation de la machine uniquement constituée par les variations du couple de charge. Enfin, cette nouvelle méthodologie d'identification en boucle fermée a permis d'améliorer la détection des défauts statoriques et rotoriques de la machine asynchrone, grâce à une meilleure réjection des fausses alarmes.

L'étude de la combustion de combustibles solides (pour la production d'énergie mais aussi pour l'incinération de déchets), pour l'optimisation en termes de rendement et de réduction des émissions d'espèces nocives demande la prise en considération de tous les phénomènes énergétiques à l'échelle microscopique. Dans cette optique nous présentons un travail qui porte sur la caractérisation de l'incidence des échanges radiatifs sur les propriétés de transfert thermique des milieux poreux. Un outil de simulation 3d à l'échelle de microscopique, basé sur une méthode de Monte Carlo, a été mis en place. Il a ensuite été appliqué à la simulation du transfert par conduction et rayonnement à partir d'un grain source de chaleur au coeur de milieux poreux, en explorant une plage étendue de microstructures et de paramètres opératoires. Les résultats montrent que les transferts radiatifs peuvent avoir une influence considérable dans le processus de smoldering. La prise en compte du rayonnement dans une description macroscopique peut se faire par le biais d'une conductivité radiative équivalente, pour laquelle une modélisation en fonction de la température locale et de propriétés géométriques du milieu poreux est proposée.

Les neuroblastomes sont des tumeurs pédiatriques pouvant subir une régression spontanée ou une différenciation en leur homologue bénin. Le neuropeptide vasoactive intestinal peptide (VIP) est connu pour réguler la prolifération ou la différenciation de nombreuses cellules tumorales. In vitro, le VIP induit la différenciation de cellules de neuroblastome. Dans le travail décrit ici, les effets du VIP sur la modulation de l'expression de MYCN et de SNAP 25 (synaptosomal-associated protein of 25 kDa) ont été étudiés. Le gène MYCN code un facteur de transcription et est amplifié dans 22% des neuroblastomes. Cette amplification est associée à un mauvais pronostic. Les analyses par RT-PCR quantitative et par western-immunoblotting réalisées dans cette étude indiquent que le VIP diminue l'expression de MYCN, en particulier dans les cellules de neuroblastome humain IMR-32 présentant une amplification du gène MYCN. Cet effet du VIP a ensuite été comparé à celui de l'acide rétinoïque, molécule capable d'induire une différenciation associée à une diminution de l'expression de MYCN. L'acide rétinoïque est actuellement utilisé dans la thérapie des formes les plus graves de ces cancers. Le VIP et l'acide rétinoïque diminuent l'expression de MYCN de façon complémentaire dans le temps. Des co-traitements montrent que ces deux molécules agissent en synergie sur la régulation de l'expression de MYCN. SNAP-25 est une protéine SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein (SNAP) receptor) impliquée dans la fusion membranaire associée à divers processus dont l'élongation neuritique. Les résultats obtenus dans la lignée de neuroblastome humain SH-SY5Y indiquent que le VIP augmente l'expression de la protéine SNAP-25 ainsi que le taux d'ARNm des deux isoformes SNAP-25a et SNAP-25b. Les expériences d'interférence de l'ARN réalisées mettent en évidence l'implication de SNAP-25 dans la neuritogénèse induite par le VIP. Ces travaux sur la modulation par le VIP de l'expression de MYCN et de SNAP-25 permettent une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de la différenciation induite par ce neuropeptide dans des cellules de neuroblastome humain. Ils suggèrent que le VIP, en favorisant une différenciation associée à une diminution de l'expression de MYCN, pourrait présenter un intérêt dans la thérapie des formes les plus graves de neuroblastomes.

Le caloduc est un dispositif de transport à haute performance dont le principe de fonctionnement repose sur le transfert thermique par changement de phase d'un fluide. Son utilisation est devenue courante sur les satellites de télécommunication afin d'en assurer le contrôle thermique. La majorité d'entre eux se compose d'une structure capillaire interne réalisée par des rainures axiales. La modélisation thermique et hydraulique des caloducs rainurés pour application spatiale nécessite une connaissance accrue du comportement des écoulements dans les rainures. Ainsi, même si l'écoulement est normalement laminaire, une surface libre gouvernée par les forces de capillarité rend difficile la détermination du coefficient de frottement au sein de la rainure. Un banc expérimental permettant la visualisation de l'interface liquide-vapeur au sein de différents profilés de caloduc a donc été développé. Cette expérience, associée à un programme de traitement d'images permet de déterminer la hauteur de liquide et du rayon de courbure du ménisque. La comparaison des résultats obtenus en écoulement laminaire isotherme, avec des simulations numériques ont permis de mieux appréhender l'influence de la tension de surface sur l'écoulement liquide. Dans un second temps, des développements conséquents du banc ont permis de l'aménager pour assurer des visualisations des interfaces liquide-vapeur en conditions thermiques. Les premières exploitations ont révélés des éléments intéressants de caractérisation du comportement du fluide dans la zone évaporateur du caloduc.