ED Mathématiques et Informatique
Méthodes d'agrégation pour des formulations de programmation dynamique de très grande taille
par Luis LOPES MARQUES (IMB - Institut de Mathématiques de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de conférences Institut de Mathématique de Bordeaux, Bâtiment A33 351 Cr de la Libération, 33400 Talence
devant le jury composé de
- Francois CLAUTIAUX - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Olivier BEAUMONT - Directeur de recherche - Centre Inria de l'Université de Bordeaux - Examinateur
- Gaël GUILLOT - Maître de conférences - Centre Inria de l'Université de Lille - Examinateur
- Fabien LEHUéDé - Professeur des universités - Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes - Rapporteur
- Sandra U. NGUEVEU - Maîtresse de conférences - Laboratoire de recherche spécialisé dans l'analyse et l'architecture des systèmes - Rapporteur
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes qui peuvent être formulés comme une séquence de décisions, où la programmation dynamique est un paradigme de modélisation adapté. Pour résoudre des problèmes de grande taille, nous étudions les méthodes d'agrégation et de désagrégation qui nous permettent de construire des relaxations du problème, qui sont résolues pour obtenir des solutions optimistes pour ces problèmes. Des algorithmes itératifs sont ensuite conçus à partir de ces relaxations, où les relaxations fournissent des solutions de moins en moins optimistes à mesure que le nombre d'itérations augmente. Dans cette thèse, nous faisons d'abord une revue de la littérature sur les méthodes d'agrégation et de désagrégation dans le contexte de programmes dynamiques. Ensuite, nous proposons un problème de modélisation de l'agrégation de sommets dans les graphes de décision des programmes dynamiques pour construire des relaxations et montrons que de nombreuses méthodes d'agrégation de la littérature sont des cas particuliers de ce problème. Nous étudions ensuite une application des formulations de flot dans un hypergraphe de décision, et étendons certaines méthodes d'agrégation à ce cas. Pour valider nos approches, nous présentons des résultats expérimentaux sur un ensemble de problèmes différents et les comparons avec des approches similaires de la littérature. Nous concluons cette thèse par une discussion sur les résultats obtenus et proposons des perspectives pour des travaux futurs.
ED Sciences Chimiques
Synthèse de matériaux fonctionnels avancés par électrochimie bipolaire pour des applications catalytiques
par Ruchao GAO (Institut des Sciences Moléculaires)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre 3 ENSMAC, 16 avenue Pey Berland, 33607 Pessac
devant le jury composé de
- Alexander KUHN - Professeur - Bordeaux INP - Directeur de these
- Hubert GIRAULT - Professeur - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne - Rapporteur
- Mathieu ETIENNE - Directeur de recherche - CNRS Nancy - Rapporteur
- Nicolas MANO - Directeur de recherche - CNRS Bordeaux - Examinateur
- Lin ZHANG - Professeur - Henan University - CoDirecteur de these
- Dodzi ZIGAH - Professeur - Université de Poitiers - Examinateur
L'électrochimie bipolaire permet la modification asymétrique sans fil d'objets conducteurs et semi-conducteurs, permettant ainsi la fabrication de particules Janus. Lorsqu'un tel objet est placé dans un champ électrique généré par deux électrodes d'alimentation en solution, une différence de potentiel s'établit à ses deux extrémités. Des réactions redox sont déclenchées simultanément aux extrémités opposées dès que la différence de potentiel est suffisante. En ajustant la direction et l'intensité du champ électrique, cette modification asymétrique peut être contrôlée avec précision. L'objectif de cette thèse est de synthétiser des matériaux fonctionnels avancés par électrochimie bipolaire et d'explorer leur application catalytique. Dans un premier temps, une monocouche de graphène a été introduite comme matériau modèle 2D afin d'étudier la faisabilité de l'électrodéposition bipolaire. Des métaux, des composés de coordination métalliques et des polymères peuvent être déposés aux emplacements souhaités sur la monocouche de graphène, ce qui produit des objets hybrides multifonctionnels dotés de propriétés d'autopropulsion et de chimiluminescence. Ce graphène modifié peut également être utilisé pour fabriquer des nageurs enzymatiques à comportement dynamique contrôlé par l'application d'un champ magnétique externe. De plus, en couplant l'électrochimiluminescence bipolaire à un champ magnétique, un rotor 2D à base de graphène a été conçu afin de combiner l'électrochimie bipolaire à la dynamique rotationnelle. Le champ d'application de l'électrochimie bipolaire a ensuite été étendu aux microfeuillets de MXène afin d'évaluer l'applicabilité de cette approche à d'autres matériaux 2D. Dans la dernière partie de cette thèse, l'électrochimie bipolaire assistée par la lumière a été introduite pour la modification de matériaux semi-conducteurs. Cette synergie entre lumière et champ électrique permet une modification sélective d'un côté des particules semi-conductrices. En ajustant l'intensité et la durée du champ électrique, la taille de la zone déposée a pu être ajustée avec précision. Enfin, les particules semi-conductrices modifiées sélectivement présente des performances photocatalytiques améliorées pour la remédiation environnementale.
FABRICATION DE NANOSTRUCTURES À BASE DE SILICIUM: MODIFICATION DES PROPRIÉTÉS OPTIQUES PAR LA MORPHOLOGIE ET LA COMPOSITION.
par Emmanuel IDOWU (ICMCB - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Auditorium de l'ICMCB 87 Av du Dr Albert Schweitzer 33607 Pessac
devant le jury composé de
- Glenna DRISKO - Directrice de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Stephane PAROLA - Professeur - Laboratoire de Chimie ENS de Lyon - Rapporteur
- Cyrille HAMON - Chargé de recherche - Laboratoire de physique des Solides - Rapporteur
- Gilles BOURRET - Associate Professor - Paris-Lodron University of Salzburg - Examinateur
- Laurence CROGUENNEC - Directeur de recherche - Institut de Chimie de la Matière Condensée in Bordeaux - Examinateur
- Virginie PONSINET - Directeur de recherche - Paul Pascal Research Center (CRPP) - CoDirecteur de these
La recherche en nanophotonique vise à concevoir des nanostructures capables de diffuser la lumière de manière directionnelle afin de contrôler sa propagation à l'échelle nanométrique. Une telle diffusion présente un large éventail d'applications technologiques, notamment les revêtements optiques à transmission ou réflexion parfaite et large bande, l'amplification de la diffusion Raman, les nanoantennes et l'optique non linéaire. Les particules de silicium (Si) de taille sous-longueur d'onde (100–200 nm) sont particulièrement prometteuses en raison de leurs faibles pertes optiques et de leurs fortes résonances électriques et magnétiques dans le domaine du visible et du proche infrarouge. Lorsqu'elles sont combinées, ces résonances permettent une diffusion seulemet vers l'avant. Cependant, comme leur chevauchement spectral n'est que partiel, les efficacités de diffusion qui en résultent restent relativement faibles. Pour surmonter cette limitation, plusieurs stratégies ont été proposées, telles que l'introduction de morphologies non sphériques (par exemple ellipsoïdes, nanofils), la fabrication d'architectures cœur–coquille et l'assemblage de particules en métasurfaces. Cette thèse explore différentes approches de synthèse ascendante (bottom-up) pour développer des nanostructures à base de silicium aux propriétés optiques améliorées et étudie leur comportement de diffusion de la lumière. Dans un premier temps, une approche en deux étapes a été développée pour préparer des particules Si@Au cœur–coquille avec une épaisseur de coquille ajustable inférieure à 10 nm. L'augmentation de la couverture en nanoparticules d'or par des étapes successives de fonctionnalisation/dépôt a permis d'améliorer la continuité de la coquille. La réponse électromagnétique de ces particules a été étudiée par spectroscopie de diffusion sur particule unique et par spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS), puis comparée à des sphères de Si de référence et à des structures SiO2@Au cœur–coquille. Des simulations basées sur la méthode de la T-matrix ont confirmé nos observations expérimentales et mis en évidence le rôle essentiel du rapport dimensions cœur/coquille et de la continuité de la coquille pour maximiser la diffusion en avant. En parallèle, une voie de synthèse a également été établie pour des particules Si@Ag cœur–coquille, caractérisées avec les mêmes techniques optiques. Ce travail ouvre la voie à l'élargissement de cette bibliothèque de nanostructures cœur–coquille à des coquilles diélectriques telles que Si@SiO2, Si@ZrO2 ou Si@TiO2. Dans un second temps, des nanofils de silicium ont été obtenus par réaction de disproportionation thermique d'un oxyde de silicium enrichi en présence de différentes nanoparticules métalliques (Au, Ag, Fe2O3, TiO2), qui ont joué un rôle catalytique dans leur croissance. Les nanofils obtenus présentent un cœur de silicium cristallin recouvert d'une coquille de 10–20 nm d'oxyde de silicium, et leur longueur varie de 1 à 6 µm, leur conférant des propriétés optiques fortement anisotropes. Leur formation a en outre été étudiée in situ en conditions environnementales, offrant une observation en temps réel des mécanismes de croissance. Une telle compréhension est essentielle pour améliorer le rendement, le contrôle morphologique et l'évolutivité des nanofils de silicium. Enfin, des particules ellipsoïdales de silice mésoporeuse ont été synthétisées par voie sol-gel. Afin d'améliorer leurs performances optiques, nous avons tenté de les réduire en silicium élémentaire par réduction magnésiothermique. Toutefois, des difficultés liées au contrôle de la morphologie, à l'agrégation et à la porosité ont limité leur exploitation.
Auto-assemblage colloïdal guidé par la formation de triplexes d'ADN
par Matthieu SOULA (Centre de Recherche Paul Pascal)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphithéâtre du CRPP CRPP, 115 Avenue du Dr Albert Schweitzer, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- David PEYRADE - Directeur de recherche - Université Grenoble Alpes - Rapporteur
- Loic JIERRY - Professeur - Université de Strasbourg - Rapporteur
- Cécile ZAKRI - Professeure - Université de Bordeaux - Examinateur
- Didier GASPARUTTO - Directeur de recherche - Université Grenoble Alpes - Examinateur
L'auto-assemblage de constituants à l'échelle micro- ou nanométrique offre des perspectives prometteuses pour la conception d'architectures complexes, permettant la fabrication ascendante (« bottom-up ») de matériaux fonctionnels. Le greffage de fragments d'ADN à la surface de briques colloïdales permet de leur conférer des potentiels d'interactions spécifiques et de guider leur assemblage sous la forme de structures prédéfinies. Alors que la plupart des études se sont concentrées sur l'assemblage d'entités colloïdales via la formation de duplexes d'ADN, les structures secondaires alternatives de l'ADN ont reçu relativement peu d'attention. Dans ce travail, nous explorons le potentiel et les limites de la formation de triplexes d'ADN pour programmer l'assemblage de briques colloïdales. Pour cela, des particules greffées en surface par des brins d'ADN et un troisième brin supplémentaire en solution sont nécessaires. Nous avons exploré l'influence de la température, de la concentration en troisième brin, de la solution tampon employée sur les interactions entre particules et leur capacité d'auto-assemblage. Nous avons également examiné l'influence du pH sur la formation de triplexes parallèles, offrant la possibilité de moduler l'assemblage des particules via l'ajout d'un acide ou d'une base.
ED Droit
La monnaie électronique dans les espaces bancaires européen, sous régionaux africains et OHADA
par Pierre FOUGOU (INSTITUT DE RECHERCHE EN DROIT DES AFFAIRES ET DU PATRIMOINE)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle des Thèses Université de Bordeaux, Campus Montesquieu, 16 avenue Léon Duguit
devant le jury composé de
- Marianne LECENE-VILLEMONTEIX - Maîtresse de conférences - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Myriam ROUSSILLE - Professeur - Université du Mans - Rapporteur
- Jérôme LASSERRE CAPDEVILLE - Maître de conférences - Université de Strasbourg - Rapporteur
- Bernard SAINTOURENS - Professeur émérite - Université de Bordeaux - Examinateur
En tant qu'innovation majeure, la monnaie électronique s'est imposée dans l'écosystème financier en permettant aux agents économiques de répondre à des besoins distincts mais complémentaires tant en Europe qu'en Afrique. A cet effet, l'analyse de la monnaie électronique à l'aune de ces deux espaces géographiques, et précisément de trois espaces bancaires que sont l'UE, l'UMOA et la CEMAC, a notamment permis de mettre en lumière les différentes dynamiques qu'entraîne cet instrument moderne. En Europe, la monnaie électronique constitue une réponse pragmatique aux micropaiements dans une économie largement bancarisée. En Afrique, elle représente, bien plus qu'une simple solution aux micropaiements, un levier essentiel d'inclusion financière pour des populations majoritairement non bancarisées. Cette thèse propose une analyse juridique comparative de la monnaie électronique dans ces deux espaces géographiques, révélant des contextes socio-économiques contrastés ainsi que des perspectives radicalement différentes malgré une appréhension juridique commune. Afin de mener une analyse intégrant à la fois l'évolution juridique et technologique de la monnaie électronique et des moyens de paiements numériques, l'on consacrera la première partie de l'analyse à étudier les critères de qualification de la monnaie électronique, ce qui permettra de souligner que les espaces bancaires concernés par l'étude disposent d'une appréhension juridique commune en la matière, tout en ayant des appropriations technologiques différentes qui s'illustrent par des formes de monnaie électronique distinctes selon que l'on se trouve en Europe ou dans les espaces bancaires UMOA et CEMAC. Ensuite, l'analyse se poursuivra avec l'étude des innovations technologiques et des mutations juridiques qui ont eu lieu avec l'émergence de la monnaie électronique. Cette analyse sera également le pilier de la posture prospective dans laquelle s'inscrit cette thèse car elle permettra non seulement d'asseoir les réflexions sur la nécessaire évolution des critères monétaires face à l'émergence des moyens de paiements numériques, mais également de plaider pour un changement de paradigme qui consistera principalement à réduire l'ampleur du monopole monétaire traditionnel, et à instaurer une concurrence plus dynamique entre moyens de paiement. Dans cette démarche prospective ayant pour objectif d'améliorer l'efficacité des moyens de paiement et de garantir une inclusion financière plus optimale, l'on proposera également que soit attribué un cours légal à la monnaie électronique en Afrique, et que soit mis sur pied un jeton de monnaie électronique de banque centrale s'appuyant sur la technologie des registres distribués, et ce, afin de favoriser l'intégration économique africaine. En somme, la monnaie électronique constitue bien plus qu'une simple innovation technique. Elle est et peut devenir un véritable vecteur de transformation profonde des systèmes financiers et du droit monétaire. Son encadrement juridique doit donc continuer à évoluer pour accompagner son développement exponentiel. En Afrique particulièrement, les régulateurs gagneraient à en faire un instrument privilégié d'inclusion financière et d'intégration économique régionale, et ce, en optant pour des réformes juridiques et institutionnelles ambitieuses. Cette recherche propose ainsi de repenser les fondements du droit bancaire et monétaire non seulement afin d'adapter la monnaie électronique aux réalités d'une économie de plus en plus numérisée et moins centralisée, mais surtout afin de faire de cet instrument moderne un outil propice aux besoins d'intégration économique en Afrique.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
Le rôle de l'histone méthyl-transférase Prdm2 dans le cortex prélimbique : implications comportementales et moléculaires dans les comportements liés à la cocaïne chez le rat
par Giulia DE MAIO (Neurocentre Magendie)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de conférence 146 rue Léo Saignat 33077 Bordeaux cedex - France Neurocentre Magendie - Inserm U1215
devant le jury composé de
- Marcello SOLINAS - Directeur de recherche - Laboratoire de Neurosciences Expérimentales et Cliniques, Inserm / Université de Poitiers (Poitiers) - Rapporteur
- Emmanuel VALJENT - Directeur de recherche - Institut de génomique fonctionnelle - CNRS / Inserm / Université de Montpellier - Rapporteur
- Christelle BAUNEZ - Directrice de recherche - Institut de Neurosciences de la Timone, CNRS / Aix Marseille Université - Examinateur
- Mickael NAASSILA - Professeur des universités - Groupe de Recherche sur l'Alcool & les Pharmacodépendances, Inserm / Université de Picardie Jules Verne - Examinateur
L'usage de la cocaïne progresse à l'échelle mondiale, en particulier en Europe, avec une prévalence croissante parmi les 15–64 ans. Environ 20% des consommateurs développent une dépendance, trouble chronique défini par une perte de contrôle de la recherche et de la consommation de drogue. À ce jour, aucun traitement pharmacologique n'est approuvé et les interventions comportementales demeurent limitées. Les mécanismes épigénétiques sont de plus en plus identifiés comme déterminants dans la neuroplasticité associée à l'addiction. La cocaïne induit des modifications d'histones et de méthylation de l'ADN dans le système mésocorticolimbique; cependant, la majorité des travaux reposent sur des modèles non compulsifs, rendant difficile la distinction entre effets d'exposition et altérations spécifiques à l'addiction. Sur la base d'études relatives à l'alcool, où l'histone méthyltransférase Prdm2 s'est imposée comme un régulateur clé, cette thèse examine le rôle de Prdm2 en tant que marqueur et modulateur épigénétique de l'usage compulsif de cocaïne. Prdm2 méthyle la lysine 9 de l'histone H3, modulant l'accessibilité de la chromatine et la transcription. Dans la dépendance à l'alcool, l'expression de Prdm2 est réduite dans le cortex préfrontal dorsomédial (dmPFC) et son inhibition locale favorise la consommation compulsive ainsi que la rechute induite par le stress. En utilisant le modèle « 3crit » d'addiction à la cocaïne, basé sur les critères du DSM et identifiant environ 20% des animaux comme « addictifs » après auto-administration (AA) prolongée, nous avons quantifié par qPCR les niveaux d'ARNm de Prdm2 dans le dmPFC. Conformément aux observations dans l'alcoolodépendance, l'expression de Prdm2 était réduite chez les rats addictifs, alors qu'elle demeurait comparable entre les rats non addictifs et naïfs. Une corrélation négative a été observée entre l'expression de Prdm2 et le score individuel d'addiction : plus le niveau était faible, plus le comportement d'AA était inadapté. Afin de tester la causalité, une inhibition de Prdm2 a été réalisée avant exposition à une forte dose de cocaïne. Cette manipulation n'a pas directement induit de phénotype addictif mais a modifié l'AA: les rats stabilisaient leur consommation à des niveaux plus faibles, traduisant une sensibilité accrue aux effets de la cocaïne sans usage compulsif immédiat. En revanche, une inhibition post-exposition a conduit à une escalade progressive de la consommation, absente chez les témoins, indiquant une vulnérabilité renforcée à la recherche de drogue. L'impact de cette manipulation sur des récompenses non pharmacologiques a été évalué via l'AA de saccharose. Les rats traités présentaient une consommation accrue, sans différence sur les indices de motivation ou de palatabilité. Toutefois, leur adaptation plus rapide aux variations de disponibilité suggère une implication générale de Prdm2 dans la régulation des comportements de récompense. Une analyse transcriptomique (RNA-seq) du dmPFC a montré que Prdm2 contribue au maintien de l'intégrité synaptique par la répression de gènes impliqués dans le trafic vésiculaire, le remodelage de la matrice extracellulaire et la régulation astrocytaire. Son inhibition induisait une activation de ces voies, susceptible d'abaisser le seuil de plasticité induite par la cocaïne et de favoriser des comportements de recherche inadaptés. En conclusion, la réduction de Prdm2 dans le dmPFC constitue une signature moléculaire spécifique de la dépendance à la cocaïne et corrèle avec la sévérité du phénotype. Les effets comportementaux et transcriptomiques de son inhibition soutiennent un rôle physiologique de Prdm2 dans l'adaptabilité et le contrôle des comportements liés à la recherche de drogue. Une perspective essentielle est d'élucider les contributions respectives d'une expression innée réduite et de la régulation négative induite par la cocaïne dans la transition vers une perte de contrôle accrue du comportement addictif.
Plasticité électrophysiologique, transcriptomique et morphologique des interneurones spinaux GABAergiques pour déchiffrer les mécanismes de perception mécanosensorielle atypique dans l'autisme
par Anna SAINT-JEAN (Neurocentre Magendie)
Cette soutenance a lieu à 15h00 - Auditorium Centre Broca Nouvelle Aquitaine Centre Broca Nouvelle Aquitaine 146 Rue Leo Saignat 33077 Bordeaux Cedex
devant le jury composé de
- Yves LE FEUVRE - Chargé de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Ingrid BUREAU - Chargée de recherche - Université Aix-Marseille - Rapporteur
- Eric LINGUEGLIA - Directeur de recherche - Université Côte d'Azur - Rapporteur
- Matilde CORDERO-ERAUSQUIN - Directrice de recherche - Université de Strasbourg - Examinateur
- Graziella DI CRISTO - Full professor - Université de Montréal - Examinateur
- Amaury FRANCOIS - Chargé de recherche - Université de Montpellier - Examinateur
- Alexandre FAVEREAUX - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
L'autisme se caractérise par des altérations de la communication et des interactions sociales, ainsi que par des comportements répétitifs. La plupart des personnes autistes présentent également une réactivité atypique aux stimuli sensoriels, notamment tactiles. En plus d'être une source majeure d'inconfort, des recherches récentes suggèrent que la dysfonction tactile pourrait en réalité contribuer au développement des autres symptômes centraux. C'est pourquoi comprendre les mécanismes neuronaux de cette dysfonction tactile est si important. Les informations tactiles sont perçues en périphérie et traitées dans la moelle épinière sous le contrôle d'interneurones inhibiteurs avant d'être transmises vers les structures cérébrales supérieures. Cependant, les altérations fonctionnelles éventuelles de ces neurones spinaux inhibiteurs dans les modèles murins de l'autisme restent encore largement méconnues. Pour explorer la plasticité fonctionnelle des interneurones GABAergiques spinaux (ISG) dans l'autisme, nous avons utilisé des souris Fmr1-/y croisées avec des lignées rapportrices Gad1-GFP. Ces souris présentent une haploinsuffisance du gène Gad1, susceptible d'interférer avec le développement de phénotypes caractéristiques de l'autisme. Nous montrons ici, que les souris Fmr1-/y-Gad1-GFP présentent des déficits tactiles (latences plus longues au test de retrait de la bande adhésive, diminution de la réactivité à la stimulation par pinceau), une anxiété réduite dans le labyrinthe en croix surélevé, et des déficits sociaux, tels qu'on les observe typiquement dans les modèles d'autisme. Ensuite, afin de caractériser les propriétés électrophysiologiques, transcriptomiques et morphologiques des ISG dans des coupes aiguës de moelle épinière, nous avons utilisé la technique du patch-seq. Nous avons observé que les ISG présentent une excitabilité altérée, caractérisée par une fréquence accrue de potentiels d'action (PA) pour de faibles stimulations de courant, mais une fréquence réduite pour de fortes intensités par rapport aux souris WT. Cela conduit à une plage dynamique fonctionnelle plus étroite, décalée vers les stimulations de faible intensité. De manière importante, l'analyse transcriptomique des neurones enregistrés révèle que ces changements sont restreints à une sous-population de ISG exprimant la parvalbumine (Pvalb) et le neuropeptide Y (NPY), en accord avec leur rôle de régulateurs de la transmission somatosensorielle. Ensemble, nos résultats suggèrent que les altérations fonctionnelles des ISG, en particulier des neurones Pvalb et NPY dans les modèles d'autisme, perturbent le traitement des informations tactiles en amont du cerveau et pourraient jouer un rôle critique dans le développement des déficits sensoriels et sociaux caractéristiques de l'autisme, soulignant leur potentiel en tant que cibles thérapeutiques.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Modélisation numérique du transfert de masse aux interfaces en milieux fluides
par Cédric PALKA (I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre C 351 Cours de la libération, 33400 Talence Campus Peixotto Bâtiment A29 RDC, Amphithéâtre C
devant le jury composé de
- Arnaud ERRIGUIBLE - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Dominique LEGENDRE - Professeur des universités - Toulouse INP - Rapporteur
- Cyprien SOULAINE - Chargé de recherche - Université d'Orléans - Rapporteur
- Sylvie BORDERE - Chargée de recherche - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Joelle AUBIN - Directrice de recherche - Toulouse INP - Examinateur
Le transport de masse et son transfert aux interfaces dans les systèmes multiphasiques sont au cœur de nombreux phénomènes naturels et procédés industriels. Ils concernent par exemple les réactions géochimiques ou diverses applications en génie chimique. Le développement de modèles numériques est donc essentiel pour analyser et optimiser ces processus. Dans ce travail, nous étudions les écoulements couplés à des transitions de phases limitées par la diffusion d'espèces dans un système diphasique, composé d'une solution liquide et d'une phase gazeuse. Selon la composition initiale de la solution, sous-saturée ou sursaturée en soluté, le volume de la phase gazeuse diminue ou augmente. Ces variations conduisent à des phénomènes de dissolution ou de précipitation. La diffusion étant limitante, l'interface est alors à l'équilibre thermodynamique et présente un saut de concentration. Peu d'études sont consacrées à la modélisation numérique des phénomènes de dissolution et de précipitation. Les travaux portant spécifiquement sur la précipitation sont encore plus rares. Cette difficulté s'explique par deux défis majeurs. Le premier est de prendre en compte les variations de volume de phase induites par le transfert de masse, tout en conservant la discontinuité de concentration aux interfaces. Le second est d'intégrer les variations de volume massique des espèces impliquées dans le transfert entre phase liquide et phase gazeuse. Dans cette étude, nous avons implémenté, dans le code de mécanique des fluides Notus, une formulation single-field CST (Continuous Species Transfer) pour laquelle une unique équation d'advection-diffusion des espèces est nécessaire. D'autre part, notre choix s'est porté sur une approche Volume of Fluid (VOF) algébrique basée sur le schéma Compressive Interface Capturing Scheme for Arbitrary Meshes (CICSAM). Les simulations réalisées en une, deux et trois dimensions d'espace ont permis de prédire correctement les phénomènes de dissolution. En revanche, pour la simulation des phénomènes de précipitation, il a été nécessaire, pour supprimer les instabilités interfaciales, de considérer une approche issue de la formulation two-field pour la discrétisation des termes sources liés à la variation de volume de phase dans les équations de conservation de la masse et dans l'équation de transport de la fraction volumique. Cette approche originale a permis de simuler pour la première fois avec la méthode single-field des cas de précipitation d'une phase gazeuse dans une solution sur-sursaturée. La validation de ce schéma numérique pour les simulations de la précipitation est proposée pour chacune des dimensions d'espace. Elle est basée sur les comparaisons des cinétiques de croissance de la phase gazeuse et des profils de concentration avec les solutions exactes démontrées dans ce travail. La simulation dynamique 3D de la croissance d'une bulle ascendante confirme la pertinence de cette discrétisation basée sur l'approche single-field pour simuler la précipitation. Enfin, dans la dernière partie, nous proposons une extension originale du modèle single-field aux milieux diphasiques compressibles. Le modèle est appliqué avec succès à plusieurs cas test faisant intervenir deux phases compressibles.
ED Sciences et environnements
Vers un bocage forestier : les haies de feuillus, une Solution fondée sur la Nature pour améliorer la résistance des paysages de forêts de plantations
par Nattan PLAT (BIOGECO - BIOdiversité, Gènes & Communautés)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle des chênaies INRAE BIOGECO 69 route d'Arcachon 33610 Cestas-Pierroton
devant le jury composé de
- Hervé JACTEL - Directeur de recherche émérite - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Andrea BATTISTI - Professeur - University of Padova - Rapporteur
- Annie OUIN - Professeure des universités - ENSAT Toulouse - INRAE Dynafor - Rapporteur
- Audrey ALIGNIER - Chargée de recherche - INRAE BAGAP - Examinateur
- Marc DUFRENE - Professeur - Université de Liège - Examinateur
Dans le contexte des changements globaux, les écosystèmes forestiers sont de plus en plus exposés à des perturbations, notamment les pullulations d'insectes ravageurs. Les forêts de plantation monospécifiques se révèlent particulièrement vulnérables, en plus d'abriter une biodiversité moins importante que les forêts semi-naturelles. La diversification forestière, qu'elle soit appliquée à l'échelle du peuplement ou du paysage, constitue une piste prometteuse pour accroître leur résistance, mais elle soulève des enjeux de gestion et de gouvernance qui ralentissent ou empêchent sa mise en œuvre. Dans cette thèse, nous avons mobilisé le concept de Solution fondée sur la Nature pour explorer les bénéfices d'un réseau de haies de feuillus implanté au sein d'un paysage de plantation de conifères, et appelé « bocage forestier ». Inspirée du bocage agricole, cette stratégie de diversification du paysage forestier repose sur deux hypothèses : (1) les haies peuvent héberger des ennemis naturels contribuant à la régulation des ravageurs (i.e., lutte biologique par conservation), et (2) elles favorisent la conservation de la biodiversité. Nous avons testé ces hypothèses dans la Forêt des Landes de Gascogne, massif forestier de plus d'un million d'hectares majoritairement composé de peuplements monospécifiques de pin maritime (Pinus pinaster). En nous appuyant sur des haies existantes et des îlots de feuillus (considérés comme habitats sources pour la biodiversité), nous avons évalué leurs effets sur les infestations par la processionnaire du pin (Thaumetopoea pityocampa) et sur l'activité de ses prédateurs oiseaux et chauves-souris. Parallèlement, nous avons comparé la biodiversité multi-taxonomique (i.e., plantes du sous-bois, papillons de jour, carabes, araignées, oiseaux et reptiles) entre haies de feuillus et bordures de plantations de pins, et caractérisé la structure des haies grâce à une approche innovante par LiDAR aéroporté. Nos résultats montrent que les haies de feuillus réduisent les infestations de processionnaires via un effet barrière limitant la détection de l'arbre hôte par les papillons. La mésange charbonnière (Parus major), particulièrement active dans les haies au printemps, contribue à la régulation hivernale des populations de processionnaires. Par ailleurs, la biodiversité multi-taxonomique est significativement plus élevée dans les haies que dans les bordures de pins, avec davantage d'espèces spécialistes forestières et d'espèces rares. Enfin, l'analyse LiDAR révèle que les haies à canopée dense hébergent plus d'espèces spécialistes forestières, tandis qu'une forte hétérogénéité structurelle de leur canopée et sous-bois favorise l'accueil d'une plus grande biodiversité multi-taxonomique. En montrant que les haies de feuillus peuvent simultanément limiter les dégâts liés aux insectes ravageurs et restaurer la biodiversité, ces travaux de thèse montrent que le bocage forestier constitue une Solution fondée sur la Nature pertinente pour accroître la résistance des paysages de plantations de pins aux attaques de ravageurs. Des recherches complémentaires sont néanmoins nécessaires pour évaluer leur rôle vis-à-vis des perturbations abiotiques, en particulier les tempêtes et les incendies.
ED Sociétés, Politique, Santé Publique
Étude de conditions d'enseignement et d'apprentissage de la division d'un rationnel par un rationnel au collège Le choix d'une entrée : l'acte de mesurage par commensuration
par Aurélien OVIDE (Laboratoire d'épistémologie et didactiques disciplinaires, professionnelle et comparée de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphi B 351 Cours de la Libération Bâtiment A29 33405 Talence
devant le jury composé de
- Lalina COULANGE - Professeure des universités - UNIVERSITÉ DE BORDEAUX - Directeur de these
- Anne-Cécile MATHÉ - Maîtresse de conférences - UNIVERSITÉ CLERMONT AUVERGNE - Rapporteur
- Christine CHAMBRIS - Professeure des universités - CY CERGY PARIS UNIVERSITÉ - Rapporteur
- Martine JAUBERT - Professeure émérite - UNIVERSITÉ DE BORDEAUX - Examinateur
- Jean-Luc DORIER - Professeur - UNIVERSITÉ DE GENÈVE - Examinateur
- Éric RODITI - Professeur des universités - UNIVERSITÉ PARIS CITÉ - Examinateur
- Jérôme PROULX - Professeur - UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL - Examinateur
À partir des résultats d'une ingénierie didactique pour la recherche sur les nombres rationnels, la situation de l'épaisseur des feuilles de papier, nous explorons de nouvelles pistes de recherche à même de produire un processus de construction de la division d'un rationnel-mesure par un rationnel-mesure en s'appuyant sur la commensuration comme modèle définitoire de la fraction. L'ancrage de notre recherche se situe dans l'étude du nombre rationnel en lien avec un geste de mesurage. Ce contexte nous amène à investir les potentialités de l'acception commensuration de la fraction dans des situations organisées autour d'une variété de relations multiplicatives et d'unités (relatives). Ces potentialités sont mises en perspective avec les préconisations documentées dans la littérature enseignante, publiées par l'institution scolaire et extraites des manuels scolaires. Le cadrage théorique de la Théorie des Situations Didactiques nous amène à élaborer une ingénierie didactique phénoménotechnique autour du rationnel-mesure et des relations multiplicatives. Les analyses a posteriori des matériaux récoltés lors d'une expérimentation auprès d'élèves de 4e, du processus ingénierique visant la division d'un rationnel-mesure par un rationnel-mesure sont adossées d'un second apport théorique, l'hypothèse communauté discursive disciplinaire scolaire.