ED Sciences Chimiques
Catalyseurs contrôlables par l'oxygène singulet : conception, synthèse et propriétés
par Mattéo CAYLA (Institut des Sciences Moléculaires)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - 3N24 Bâtiment A12, Université de Bordeaux, 351 Cr de la Libération, 33405 Talence
devant le jury composé de
- Brigitte BIBAL - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Karinne MIQUEU - Directrice de recherche - Institut des Sciences Analytiques et de Physico-Chimie pour l'Environnement et les Matériaux - Université de Pau et des Pays de l'Adour - Rapporteur
- Damien BONNE - Professeur des universités - Institut des Sciences Moléculaires de marseille iSm2 - Université Aix Marseille - Rapporteur
- Yann FERRAND - Directeur de recherche - Institut Européen de Chimie et Biologie - Université de Bordeaux - Examinateur
- Guy ROYAL - Professeur des universités - Université Grenoble Alpes - Examinateur
- Alain FRITSCH - Professeur des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
La catalyse modulable vise à contrôler l'activité catalytique par la modulation réversible du comportement du système mis en jeu. Les stimuli modifiant l'activité catalytique de systèmes artificiels sont chimiques (molécules, ions), physiques (température, lumière) ou électrochimiques (rédox). Ces outils de contrôle ont été mis en œuvre au sein de nombreuses unités commutables possédant différentes spécificités. Afin d'élargir le champ des applications de la catalyse modulable, une stratégie innovante serait d'introduire un nouveau stimulus pour engendrer des modulations nouvelles. Ces travaux de doctorat ont ainsi visé à montrer que la catalyse peut être modulée par l'oxygène singulet. Son implication dans des réactions de cycloaddition [4+2] avec des dérivés plans du 9,10-diphénylanthracène permet la formation d'endopéroxydes. La géométrie concave de ces derniers, permise par le pont peroxo, permet un arrangement spatial alternatif pour l'activation des substrats par rapport au catalyseur initial à base d'anthracène. Une nouvelle famille de catalyseurs modulables a été conçue à partir d'acides phosphoriques chiraux dérivés du BINOL (1,1'-bi-2-naphtol) substitués par des dérivés anthracènes. La cycloaddition de l'oxygène singulet sur ces dérivés a été optimisée pour obtenir efficacement des molécules dont la géométrie et la nature du site catalytique sont modifiés. Les propriétés catalytiques des édifices anthracènes et endopéroxydes furent ensuite évaluées à l'aide de trois réactions modèles (désymétrisation d'oxétane, aza-Friedel-Crafts et désaromatisation de dérivés 2-naphtols). Ces réactions ont ensuite été étudiées par modélisation moléculaire pour obtenir plus de détails sur l'activité catalytique de ces nouveaux catalyseurs. Les résultats obtenus constituent une base initiale de preuve de concept pour l'intérêts de ces nouveaux catalyseurs, malgré La complexité chimique des acides phosphoriques chiraux endopéroxydes obtenus. La modélisation des réactions à quant à elle permis une compréhension plus globale de ces composés et de leur activité, ainsi que des axes d'amélioration possibles pour les catalyseurs et l'optimisation des réactions catalysées.
Matériaux moléculaires magnétiques à base de chrome et de pyrazine : composés lamellaires ferrimagnétiques et leurs analogues moléculaires
par Vincent NADURATA (Centre de Recherche Paul Pascal)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphithéâtre Centre de Recherche Paul Pascal 115 Avenue du Dr Albert Schweitzer, 33600 Bordeaux, France
devant le jury composé de
- Rodolphe CLERAC - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Dawid PINKOWICZ - Professeur des universités - Jagiellonian University - Rapporteur
- Corine MATHONIERE - Professeure des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Stergios PILIGKOS - Professeur des universités - University of Copenhagen - Rapporteur
- Eric COLLET - Professeure des universités - Université de Rennes - Examinateur
- Cécile ZAKRI - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
L'utilisation de ligands redox-actifs en chimie de coordination a conduit à une multitude de matériaux aux propriétés magnétiques et électroniques exceptionnelles. Dans la recherche de matériaux magnétiques moléculaires légers et multifonctionnels, la pyrazine redox-active s'est révélée être un excellent ligand pontant en raison de sa capacité à faciliter un échange magnétique fort entre les centres métalliques. Dans cette thèse, nous étudions l'échange magnétique dans des matériaux à base de chrome et de pyrazine. Tout d'abord, le chapitre 1 établit le contexte de ce travail, tandis que le chapitre 2 développe une boîte à outils théorique pour la caractérisation électronique des matériaux présentés par la suite. Trois chapitres expérimentaux présentent les principales découvertes de ce travail. Dans une série de composés ferrimagnétiques en couches, nous montrons que les interactions magnétiques inter-couches peuvent être modulées en variant la quantité et la nature des espèces intercalées, ce qui conduit à une modulation du champ coercitif et de la température d'ordre (chapitre 3). La modification post-synthétique de ces matériaux peut entraîner des changements encore plus spectaculaires des propriétés magnétiques : la conversion d'une phase magnétique dure en une phase magnétique molle est induite par la coordination d'un ligand axial sur le chrome en géométrie plane carrée (chapitre 4). Enfin, les origines moléculaires des échanges magnétiques forts et de la délocalisation électronique sont étudiées dans un analogue moléculaire miniaturisé portant un seul pont chrome-pyrazine-chrome (chapitre 5). Le chapitre 6 rassemble ces résultats et explore les nombreuses voies que pourraient emprunter de futures recherches basées sur ce travail.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
LES RÉSEAUX PANCRÉATIQUES FONCTIONNELS DES DIFFÉRENTS TYPES CELLULAIRES DES ÎLOTS PANCRÉATIQUES DANS L'HOMÉOSTASIE NUTRITIONNELLE : analyse à l'aide de nouveaux modèles et développement de l'électrophysiologie microfluidiques
par Marie LALLOUET (Institut de Chimie & de Biologie des Membranes & des Nano-objets)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - ithéâtre LaBRI Domaine universitaire, 351, cours de la Libération, 33405 Talence, A30
devant le jury composé de
- Jochen LANG - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Magalie RAVIER - Chargée de recherche - INSERM 661, Institut de Génomique Fonctionnelle - Rapporteur
- Jonas JEAN-CHRISTOPHE - Professeur - Institut de recherche expérimentale et clinique, Pôle d'endocrinologie, diabète et nutrition, Université catholique de Louvain - Rapporteur
- Agnès NADJAR - Professeur - Neurcentre Magendie - Examinateur
- Isabelle DUPIN - Professeur - Centre de recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux, INSERM U1045 - Examinateur
- Raphael SCHARFMANN - Directeur de recherche - Institut Cochin, INSERM - Examinateur
Les îlots pancréatiques jouent un rôle central dans l'homéostasie nutritionnelle et sont au cœur des mécanismes liés au diabète. Ce micro-organe se compose de plusieurs types cellulaires distincts : les cellules α, sécrétrices de glucagon, les cellules β, sécrétrices d'insuline, les cellules δ, sécrétrices de somatostatine, et les cellules gamma, sécrétrices du polypeptide pancréatique (PPY). L'activité des îlots repose sur les interactions entre ces différents types cellulaires, bien que la contribution précise de certaines, comme les cellules delta et gamma, reste encore mal comprise. Par ailleurs, il existe un potentiel thérapeutique intéressant dans les mécanismes d'interconversion cellulaire au sein des îlots. Ce projet interdisciplinaire vise à explorer le rôle de ces cellules à travers : 1) des modèles génétiques innovants chez la souris pour ablater certaines hormones ou types cellulaires, des pseudo-îlots humains de composition définie, ainsi que des cellules interconverties (Université de Genève) ; 2) l'utilisation d'électrophysiologie microfluidique pour un suivi à court et long terme (CBMN). Ce travail aboutira à l'élaboration d'un nouveau modèle physiologique des îlots pancréatiques, applicable à la fois à la souris et à l'homme in silico, avec des implications directes pour le développement de nouvelles thérapies.
Analyse fonctionnelle de variants génétiques dans l'albinisme.
par Vincent MICHAUD (Maladies Rares : Génétique et Métabolisme)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de Conférence IBGC CNRS UMR5095 1 rue Camille Saint-Saëns CS 61390 33077 BORDEAUX cedex
devant le jury composé de
- Sophie JAVERZAT - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Jean MULLER - Maître de conférences - praticien hospitalier - Université de Strasbourg - Rapporteur
- Nicolas CHASSAING - Maître de conférences - praticien hospitalier - Université de Toulouse - Examinateur
- Juliette MAZEREEUW-HAUTIER - Professeur des universités - praticien hospitalier - Université de Toulouse - Rapporteur
L'albinisme est un groupe de pathologies génétiques hétérogènes sur le plan clinique. On retrouve de manière constante une atteinte ophtalmologique pouvant associer un nystagmus, une hypoplasie fovéolaire et des anomalies de décussation des voies optiques. L'atteinte cutanéophanérienne est plus variable avec une hypopigmentation de la peau, des cheveux et de l'iris. L'hypopigmentation est la conséquence directe et visible d'un défaut de synthèse de mélanine au sein des mélanocytes cutanés chez les patients atteints d'albinisme. La pathologie ophtalmologique résulte quant à elle d'un défaut de signalisation entre l'épithélium pigmentaire de la rétine et la rétine neurosensorielle au cours du développement. Sur le plan génétique, vingt gènes ont été identifiés à ce jour définissant vingt types d'albinisme classés en trois formes : oculocutanée, oculaire, ou syndromique. Le séquençage de ces vingt gènes permet de confirmer le diagnostic clinique dans 70% des cas laissant un nombre significatif de patients sans caractérisation génétique. Parmi ces derniers, on trouve des sujets chez lesquels on aura identifié uniquement un ou deux variants de signification indéterminée (VSI). Cette étude porte sur 5 gènes majeurs dont les altérations provoquent un albinisme oculocutané à transmission autosomique récessive : TYR, TYRP1, DCT, OCA2 et SLC45A2. Les cinq protéines correspondantes jouent un rôle spécifique dans la synthèse de mélanine soit en tant qu'enzyme de la mélanogénèse (TYR, TYRP1 et DCT), soit en tant que régulateur du pH mélanosomal (protéine P, SLC45A2). Leurs fonctions précises dans un contexte donné (espèce, type cellulaire, stade développemental) restent cependant peu documentées. Le premier objectif de ce travail est d'améliorer le diagnostic des patients atteints d'albinisme par plusieurs approches d'analyses de cohortes, de tests fonctionnels et de test de sauvetage de phénotype par des VSI. Le second objectif est la création de modèles cellulaires mélanocytaires inactivés pour les 5 gènes afin d'étudier leur phénotype moléculaire et pigmentaire. Tout d'abord, nous rapportons l'analyse statistique d'une cohorte de patients porteurs de deux variants faux-sens fréquents dans le gène TYR classés VSI. Cette étude montre que la combinaison de ces deux variants faux-sens est pathogène dans le contexte d'un haplotype comportant un variant du promoteur ce qui a d'importantes applications sur la stratégie diagnostique. Puis nous présentons des stratégies robustes pour caractériser des variants synonymes et faux-sens du gène OCA2 classés VSI. Ces travaux ont permis de prouver l'effet pathogène de ces variants par augmentation du saut de l'exon 10 du gène OCA2. Nous montrons également que la recherche d'anomalies d'épissage peut être réalisée à partir d'un simple prélèvement sanguin. Afin de compléter les connaissances sur le rôle de chacune des protéines codées par les cinq gènes d'intérêt (TYR, OCA2, TYRP1, SLC45A2 et DCT), nous avons créé des modèles de cellules mélanocytaires MNT1 inactivées pour chacun des 5 gènes grâce au système CRISPR-Cas9. Nous comparons ces 5 modèles par différentes analyses permettant d'évaluer leur capacité de production de mélanine et leurs caractéristiques moléculaires. Une analyse comparative par protéomique nous permet de mettre en évidence les régulations communes et spécifiques dépendantes de ces gènes. Enfin le modèle inactivé pour TYR est exploité dans le cadre d'un test de rescue pour évaluer la pathogénicité de VSI de TYR. Ce test nous montre que des variants faux-sens peuvent être reclassés bénins ou pathogènes en fonction de leur capacité à restaurer le phénotype pigmentaire dans ce modèle. L'analyse de ces modèles cellulaires permet d'apporter de nouvelles connaissances sur la physiologie de la biosynthèse de mélanine. Les approches développées pour l'analyse des variants seront transférées dans le cadre hospitalier et permettront d'améliorer significativement le diagnostic.
Altérations de l'efférocytose des macrophages induits par les cellules endothéliales: analyse des mécanismes et approche thérapeutique pour corriger la vasculopathie et la fibrose au cours de la sclérodermie systémique
par Agathe DEPAIRE (Immunologie Conceptuelle, Expérimentale et Translationnelle)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre Bâtiment BBS Amphithéâtre - Bâtiment Bordeaux Biologie Santé, Université de Bordeaux Site de Carreire, 2 Rue Dr Hoffmann Martinot, 33076 Bordeaux Cedex
devant le jury composé de
- Yves DELNESTE - Directeur de recherche - Université de Nantes-Angers - Rapporteur
- Laurence MICHEL - Chargée de recherche - Université de Paris - Rapporteur
- Valérie LECUREUR - Professeure des universités - Université de Rennes - Examinateur
- Thierry MARTIN - Professeur des universités - praticien hospitalier - Hopitaux Universitaires de Strasbourg - Examinateur
La sclérodermie systémique (ScS) est une maladie auto-immune fibrotique chronique incurable. Le concept de réparation tissulaire non résolue, menant à une fibrose persistante, a émergé sur la base d'une inflammation stérile chronique qui transforme une réponse de réparation contrôlée en fibrose pathologique. La résolution efficace de l'inflammation repose notamment sur l'élimination des cellules apoptotiques par les macrophages (Mϕ) via l'efferocytose. Récemment, mon équipe a montré le rôle de la stimulation des cellules endothéliales microvasculaires (CEMV) cutanées par l'IL-1b dans la modulation de la polarisation macrophagique vers un profil mixte M1/M2 inflammatoire, et son implication dans la fibrose cutanée sclérodermique. Une analyse transcriptomique à partir de biopsies cutanées, a mis en évidence une signature de gènes associés à l'efferocytose diminuée chez les patients ScS par rapport aux contrôles. Ce travail visait, par des analyses in vitro à partir de cellules purifiées de la peau de patients ScS ou de sujets sains, à déterminer si les CEMV et l'IL-1β contribuent à l'altération de l'efférocytose au cours de la ScS, et à évaluer les conséquences sur l'activation des fibroblastes et la transition endothélio-mésenchymateuse (TEM). Pour cela, les macrophages dérivés de monocytes ont été générés en présence de surnageant de CEMV activées (CEMVIL-1β-Mϕ) ou non (CEMV-Mϕ) par l'IL-1β. Nos résultats mettent en évidence une diminution significative de la phagocytose de jurkats apoptotiques (apoJK) par les CEMVIL-1β-Mϕ associée à une diminution de l'expression de certains récepteurs directs ou indirects impliqués dans l'efferocytose. D'autre part, l'ajout d'IL-1β pendant la différenciation des MDM0 (contrôle positif de phagocytose) n'a pas altéré leur profil efferocytique global suggérant que l'effet inhibiteur de l'IL-1β ne se manifeste qu'en présence du sécrétome endothélial. Nous avons ensuite étudié les effets du sécrétome macrophagique post-efferocytose sur l'activation fibroblastique et la TEM. Les CEMVIL-1β-Mϕ favorisent le phénotype pro-remodelant et inflammatoire des fibroblastes, effet qui n'est pas limité par la présence de TGF-β et qui est d'autant plus prononcé dans les conditions efferocytiques sclérodermiques. Sur le plan de la TEM, nos résultats indiquent que les CEMVIL-1β-Mϕ semblent initier la TEM uniquement dans les conditions ScS en augmentant l'expression de l'α-SMA et de la fibronectine des CEMV. En revanche, les CEMV-Mϕ ont favorisé un phénotype pro-fibrotique des fibroblastes uniquement en présence du surnageant efferocytique combiné au TGF-β et n'induisent pas d'initiation de la TEM. Dans le cadre de cette thèse CIFRE, nous avons exploré le potentiel anti-inflammatoire et pro-résolutif du Résolvix, candidat médicament développé par la société MIP, basé sur un sécrétome de Mϕ de sujets sains ayant réalisé une efferocytose. Nos résultats montrent qu'en présence de Résolvix, les fibroblastes sclérodermiques des patients en phase précoce de la maladie voient diminuer leur profil fibrotique au profit d'un profil remodelant non inflammatoire. Ce résultat suggère que le Résolvix pourrait limiter l'inflammation et la fibrose chez les patients, et que son test in vitro pourrait aider à stratifier les patients susceptibles de bénéficier du traitement. Nos données montrent que l'efferocytose joue un rôle variable selon l'état d'activation des CEMV, reflétant potentiellement un rôle séquentiel dans la ScS dans la mesure où l'IL-1β est augmenté dans la peau des patients à des stades précoces, alors que le TGF- l'est à des stades tardifs. Ces résultats suggèrent que la restauration d'une efferocytose efficace pourrait limiter l'inflammation et la fibrose au cours de la sclérodermie. Le Résolvix, en apportant des médiateurs anti-inflammatoires et pro-résolutif, pourrait restaurer un environnement tissulaire anti-inflammatoire et limiter la fibrose chez les patients sclérodermiques, notamment de forme précoce.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Linéarisation d'une chaîne de réception numérique pour un récepteur large bande
par Stanislas DUBOIS (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphithéâtre Jean-Paul Dom IMS Bordeaux - UMR 5218 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France
devant le jury composé de
- Dominique DALLET - Professeur des universités - Bordeaux INP - Directeur de these
- Chadi JABBOUR - Maître de conférences - Telecom Paris - Rapporteur
- Christelle AUPETIT-BERTHELEMOT - Professeur des universités - ENSIL-ENSCI-Université de Limoges/Xlim - Examinateur
- Guillaume FERRE - Professeur des universités - Bordeaux INP - CoDirecteur de these
- Salvador MIR - Directeur de recherche - Laboratoire TIMA/CNRS/UGA - Rapporteur
- Jean-Michel HODE - senior expert - THALES DMS - Examinateur
Que ce soit dans un contexte de communications numériques, de radar ou de guerre électronique, les chaînes d'émission et de réception réalisant ces fonctions sont constituées de composants non-linéaires. Ces derniers opèrent sur les signaux d'intérêt les opérations cruciales d'amplification, de transposition en fréquence, et de conversion du monde analogique de propagation de ces signaux, au monde numérique de leur traitement. Dans tous les contextes cités, la dynamique instantanée est un critère de performance clé, déterminant la fuite spectrale à l'émission, contraignant le débit à la réception de signaux de communication, ou encore qualifiant la capacité à recevoir des échos de puissances différentes en radar. L'augmentation de la dynamique instantanée peut se faire au niveau de la conception des chaînes, tant dans le choix des composants que dans leur ordonnancement, et relève alors d'un processus de conception long et fastidieux, résultant en un sacrifice au niveau du coût, de l'encombrement ou de la consommation. L'autre façon d'augmenter la dynamique instantanée, qui fait l'objet de ce manuscrit, est la linéarisation par traitement numérique, basée sur la modélisation comportementale de la chaîne d'émission ou de réception. Cette linéarisation repose sur trois phases intrinsèquement imbriquées, la modélisation comportementale, l'identification des paramètres du modèle, et la compensation des défauts non-linéaires. Après avoir introduit le contexte applicatif de ces travaux, nous débutons ce manuscrit par le développement de modèles à temps continus, basés sur la dérivée du signal. Nous prenons ainsi le parti de s'extraire du formalisme des séries de Volterra, reposant sur le concept d'effet mémoire, afin de retrouver l'intuition physique de la description de la distorsion vis-à-vis des variations instantanées du signal. Nous scindons ensuite l'identification des paramètres de ces modèles en deux phases. La caractérisation tout d'abord, regroupe les méthodes basées sur signaux multi-tons, associant un formalisme relativement simple et une mise en œuvre aisée. Cette première phase est donc appliquée à l'étude du comportement non-linéaire, et au dimensionnement du modèle. La deuxième phase, dite de calibrage, désigne l'identification des paramètres de ce modèle à partir de bruit blanc, par corrélation, nécessitant donc un formalisme plus lourd mais permettant une identification plus exhaustive, destinée à un déploiement embarqué sur FPGA. A ce titre, une première réécriture du modèle proposé est introduite, sur une base de fonctions orthogonales, pour la diagonalisation du système de corrélations. Une deuxième réécriture est effectuée pour appliquer la théorie du filtrage multicadence à l'élimination de la distorsion repliée dans la bande d'échantillonnage. Le dernier objet de ces travaux de thèse est l'application des méthodes présentées à la réalisation d'un calibrage mis en œuvre in situ, de façon à pouvoir s'adapter de façon dynamique à la variation de la distorsion non-linéaire de la chaîne au regard de l'évolution de l'environnement du radar aéroporté. Cette mise en œuvre suppose l'utilisation de la chaîne d'émission afin d'injecter le stimulus de calibrage dans la chaîne de réception. Nous proposons ainsi un procédé permettant la distinction des contributions non-linéaires des chaînes d'émission et de réception à l'observation de la sortie de leur cascade, afin de n'identifier que les défauts de la chaîne de réception, pour la linéarisation du signal capté par l'antenne.
Capacités de force du membre supérieur : fondements théoriques et reconstruction de modèles musculosquelettiques
par Gautier LAISNÉ (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Ada Lovelace 200 Av. de la Vieille Tour, 33405 Talence
devant le jury composé de
- Jean-Marc SALOTTI - Professeur - Bordeaux INP - Directeur de these
- Darwin LAU - Associate Professor - The Chinese University of Hong Kong - Rapporteur
- Charles PONTONNIER - Maître de conférences - ENS Rennes - Rapporteur
- Nasser REZZOUG - Maître de conférences - Université de Poitiers - CoDirecteur de these
- Marc GOUTTEFARDE - Directeur de recherche - LIRMM - CNRS - Examinateur
- Christine CHEVALLEREAU - Directrice de recherche - LS2N-CNRS - Examinateur
En interaction physique Humain-Robot, un robot et un individu effectuent une tâche de collaboration par le biais d'un contact physique, par exemple entre l'effecteur terminal du robot et la main de l'humain. Une attention nécessaire se porte alors sur la sécurité de cette collaboration. Afin que le robot puisse fournir une assistance adaptée, il est primordial de caractériser les limites d'un individu, notamment celles biomécaniques. Les capacités de force du membre supérieur humain correspondent à l'ensemble des efforts qu'il peut exercer au niveau de la main, dans une posture spécifique. La forme de ces ensembles reflète des propriétés individuelles, telles que l'anthropométrie et la force musculaire. De plus, leur surface caractérise les efforts maximaux possibles. Par conséquent, la connaissance des capacités de force d'un individu permet d'aiguiller l'assistance du robot afin de respecter les limites en force de l'humain. Expérimentalement, les capacités de force sont difficiles à mesurer directement. Néanmoins, en conditions isométriques, elles peuvent être décrites partiellement en mesurant des efforts maximaux dans des directions spécifiées. In silico, les modèles musculosquelettiques représentent mathématiquement le squelette, les articulations et les muscles. Ils permettent de simuler les capacités de force dans diverses postures, construites par le biais d'opérations géométriques (somme de Minkowski, projection, intersection) sur des ensembles convexes. Cependant, ces opérations sont coûteuses en temps de calcul. Cette thèse se concentre donc en premier lieu sur une nouvelle approche réduisant le temps de calcul de l'une de ces opérations. Par ailleurs, la modélisation des capacités de force nécessite de faire des hypothèses sur la façon dont les tensions musculaires contribuent aux couples articulaires. Ces hypothèses influencent la forme des capacités de force, notamment leur représentation sous forme de polytope ou d'ellipsoïde. Cette thèse propose donc une unification de ces représentations afin de considérer, de manière géométrique, diverses hypothèses biomécaniques sur les relations entre tensions musculaires. Bien que l'utilisation de modèles musculosquelettiques complexes et détaillés limite la simulation des capacités de force, ce cadre théorique met en évidence une forme universelle pour la représentation des capacités de force d'un individu. Également, une représentation précise des capacités de force d'un individu nécessite la connaissance d'un modèle musculosquelettique personnalisé. Compte tenu de l'approche ensembliste des capacités de force, cette thèse propose une analyse de sensibilité adaptée évaluant l'influence des paramètres musculaires sur les propriétés géométriques des capacités de force. Cette analyse met également en évidence les défis de la personnalisation en regard de l'inter-variabilité entre individus. Enfin, un protocole expérimental a été établi afin de confronter les méthodes de personnalisation in silico à des forces maximales isométriques mesurées dans différentes postures du membre supérieur. La représentation des capacités de force sous forme d'ellipsoïdes, moins coûteuse en temps de calcul, et l'ajout d'hypothèses biomécaniques sur le comportement musculaire amènent à la personnalisation des muscles d'un modèle musculosquelettique, validant in vivo les résultats théoriques proposés dans cette thèse.
ED Sciences et environnements
Covariation des tissus osseux et dentaires chez les humains modernes et tendances évolutives dans la lignée humaine
par Mathilde AUGOYARD (De la Préhistoire à l'Actuel : Culture, Environnement, Anthropologie)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre PABA Amphithéâtre PABA, Allée Geoffroy Saint Hilaire (Campus Bordes - Bâtiment B5) 33615 Pessac CEDEX
devant le jury composé de
- Priscilla BAYLE - Maîtresse de conférences - Université de Bordeaux - UMR5199 - Directeur de these
- Ottmar KULLMER - Professeur - Senckenberg Research Institute and Natural History Museum Frankfurt - Rapporteur
- Alexandra HOUSSAYE - Directrice de recherche - UMR 7179 MNHN/CNRS - Rapporteur
- Isabelle DE GROOTE - Professeure - Department of Archaeology - Ghent University - Examinateur
- Fernando RAMIREZ ROZZI - Directeur de recherche - UMR 7206 - Biodémographie humaine (BioDemo) - Examinateur
- Clément ZANOLLI - Chargé de recherche - Université de Bordeaux - UMR 5199 - CoDirecteur de these
- Christine VESCHAMBRE COUTURE - Professeure des universités - Université de Bordeaux - UMR5199 - Examinateur
L'os cortical et la dentine sont deux tissus biologiques ayant des similarités dans leur structure, leur composition et leur développement embryonnaire, qui ne sont pas partagées avec l'émail. Bien que ces similarités soient documentées pendant les premiers stades de l'ontogenèse, aucune étude n'a exploré la possibilité d'un développement conjoint de ces deux tissus à des stades plus avancés du développement. Pourtant, l'étude indépendante des proportions d'os cortical et de dentine a révélé des similarités de robustesse entre ces deux tissus chez des représentants de la lignée humaine. Par exemple, les Néandertaliens présentent des volumes d'os cortical plus élevés dans leur squelette infra-crânien et une plus grande robustesse de la dentine par rapport aux humains modernes, tandis que les volumes absolus d'émail sont similaires entre les deux taxons. Bien que les contraintes biomécaniques expliquent une part importante des différences d'épaisseur entre Néandertaliens et humains modernes, l'étude des spécimens immatures néandertaliens montre que cette robustesse de l'os et de la dentine est déjà présente aux premiers stades du développement. Ainsi, l'épaississement conjoint de ces deux tissus pourrait être principalement influencé par des facteurs génétiques et développementaux, plutôt que fonctionnels. Dans cette thèse, nous avons cherché à comprendre si les affinités structurelles et développementales entre l'os cortical et la dentine induisaient une covariation des volumes de ces deux tissus chez les individus immatures, puis à l'âge adulte. Pour cela, nous avons constitué un échantillon de 12 individus immatures et 70 adultes. A partir d'acquisitions microtomographiques des os du bras, de l'avant-bras et de la denture antérieure maxillaire, nous avons mené une approche méthodologique combinant la quantification des volumes d'os cortical et de dentine avec l'analyse de leur distribution topographique. Nous observons de fortes corrélations positives entre les volumes d'os cortical et de dentine et des corrélations faibles, voire nulles, avec l'émail. Le signal de covariation os-dentine est plus fort chez les adultes que chez les individus immatures, en raison d'une désynchronisation des développements osseux et dentaire chez ces derniers. Ce signal varie en fonction du type d'os et de sa latéralité, ce qui peut être lié à des différences fonctionnelles entre le membre dominant et non-dominant. De plus, l'intensité du signal dépend de la chronologie de formation dentaire, les volumes de dentine radiculaire des canines montrant les corrélations les plus élevées avec l'os cortical, suivis des incisives latérales et centrales. Le développement de l'os cortical et de la dentine radiculaire des canines coïncide avec la période de pic de croissance pubertaire. Cela suggère que le signal de covariation os-dentine est principalement influencé par des facteurs hormonaux, ce que le dimorphisme sexuel mesuré dans les volumes de tissus tend à corroborer. Pour questionner l'existence d'une origine évolutive commune à la covariation os-dentine entre les hominines fossiles et actuels, une analyse préliminaire a été menée sur des individus chimériques de Paranthropus, d'Australopithecus et néandertaliens. La plupart des individus ont montré une déviation par rapport à la relation os-dentine des humains modernes, caractérisée par des volumes de dentine plus élevés dans les taxons fossiles et des volumes d'os cortical similaires à ceux des humains modernes. Un ralentissement de la croissance et du développement a été décrit chez Homo sapiens par rapport aux hominines fossiles, pouvant expliquer la singularité de ce taxon dans cette relation os-dentine. Ce travail doctoral apporte une contribution originale à l'étude des volumes et de la distribution des tissus osseux et dentaires dans divers taxons hominines et actuels et offre une réflexion sur l'impact des facteurs génétiques, environnementaux et évolutifs agissant sur leur développement.
Dynamique de la composition de la matière organique particulaire à l'interface continent-océan
par Florian FERCHICHE (Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux)
Cette soutenance a lieu à 9h00 - Salle de conférence - Bâtiment Sud Station marine d'Arcachon 2 rue du Professeur Jolyet 33120 Arcachon
devant le jury composé de
- Nicolas SAVOYE - Physicien CNAP - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Yoann COPARD - Professeur des universités - Université de Rouen - Rapporteur
- Tarik MEZIANE - Professeur des universités - Museum National d'Histoire Naturelle - Rapporteur
- Arnaud HUGUET - Chargé de recherche - Sorbonne université - Examinateur
- Nadia SéNéCHAL - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
La matière organique particulaire (MOP) joue un rôle clef dans le fonctionnement des écosystèmes constituant le continuum aquatique continent-océan. La MOP peut être composée de plusieurs sources produites in situ (phytoplancton, microphytobenthos, macroalgues) ou importées depuis les écosystèmes adjacents (MOP terrestre, MOP anthropique, phytoplancton fluvial, estuarien ou marin). Le long du continuum fluvio-estuarien, les proportions de chaque source dans la composition de la MOP varient au cours des saisons et entre les écosystèmes, fortement influencées par des processus environnementaux (ex. production primaire, déposition-resuspension, reminéralisation). L'objectif de cette thèse est d'améliorer (1) la caractérisation des signatures isotopiques et élémentaires des sources de MOP, (2) la quantification de la composition de la MOP provenant des fleuves et étant transformée dans les systèmes estuariens, (3) la description de la variabilité spatiotemporelle de la MOP et (4) la compréhension des forçages environnementaux à cette variabilité. Pour ce faire, la composition de la MOP a été estimée à l'aide de modèles de mélanges sur vingt-quatre systèmes fluvio-estuariens tempérés en utilisant les rapports isotopiques et élémentaires du carbone et de l'azote (δ13C, δ15N et C/N), ainsi que de l'hydrogène comme travail méthodologique prospectif (δ2H). La variabilité spatiotemporelle de chacune des sources de la MOP a ensuite été liée à des paramètres environnementaux à l'aide de statistiques multivariées pour en déterminer les forçages. Enfin, une comparaison des systèmes au regard de la dynamique de la composition de la MOP a été proposée. Quatre types ont été identifiés parmi les vingt-trois fleuves étudiés : (1) les fleuves à la MOP dominée par du matériel terrestre labile sur le cycle annuel, (2) les fleuves dont la MOP est composée de matériel terrestre labile et de phytoplancton, avec une saisonnalité marquée due à des efflorescences saisonnières ou bien (3) sans saisonnalité marquée, et enfin (4) les fleuves à la MOP composés de MOP terrestre labile, réfractaire et de phytoplancton, en lien avec des conditions saisonnières contrastées. Les cinq estuaires étudiés présentent des dynamiques de compositions de MOP contrastées. Dans l'Elorn et la Leyre la MOP fluviale est remplacée aux faibles salinités par du phytoplancton produit dans l'estuaire toute l'année. L'Aulne fonctionne de manière similaire mais transporte plus en aval la MOP fluviale dans des conditions hivernales. L'estuaire de la Loire présente une MOP composée uniquement de MOP autotrophe, vivante au printemps ou dégradée en hiver. Enfin, l'estuaire de la Gironde présente une MOP dominée par du matériel terrestre réfractaire sur tout le cycle annuel. Le long du continuum fluvio-estuarien, la MOP fluviale présente une composition et une dynamique spatio-temporelle contrastée. Cette MOP apportée par les fleuves voit sa composition ensuite transformée le long de l'estuaire sous une forme réfractaire par dégradation et/ou est additionné de MOP vivante autotrophe produite in situ.
ED Sociétés, Politique, Santé Publique
Évaluation coût-résultat d'un modèle d'inclusion sociale et de soins personnalisés pour les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer et autres maladies apparentées : le « Village Landais Henri Emmanuelli » comme modèle alternatif aux EHPAD
par Damien KRIER (Bordeaux Population Health Research Center)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Site Carreire, Salle de conférence de la plateforme génomique 146, rue Léo Saignat 33076 Bordeaux cedex
devant le jury composé de
- JEROME WITTWER - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Hélène AMIEVA - Professeure des universités - Université de Bordeaux, Bordeaux Population Health - CoDirecteur de these
- Agnès GRAMAIN - Professeure des universités - Université de Lorraine - Rapporteur
- Thomas RAPP - Professeur des universités - Université Paris Cité - Rapporteur
- Roméo FONTAINE - Chargé de recherche - INED - Examinateur
- Jean-Luc NOVELLA - Professeur des universités - praticien hospitalier - CHU de Reims - Examinateur
Le vieillissement démographique augmente les cas de maladie d'Alzheimer et de maladies apparentées, souvent associées à la démence. Le « Village Landais Henri Emmanuelli » (VLHE) est une initiative unique en France visant à améliorer la qualité de vie des patients, de leurs aidants et des professionnels de santé. Cette thèse évalue l'efficience du modèle VLHE comparée à un EHPAD, en se focalisant sur ses impacts cliniques et économiques. Le VLHE fait l'objet d'un étude observationnelle prospective, dont les résultats ont servi de base pour ce travail. En l'absence de contrefactuel direct, des groupes témoins de personnes admises en EHPAD ont été constitués à partir de plusieurs sources de données. La thèse se divise en quatre chapitres : une revue de la littérature et trois analyses comparatives sur les coûts de prise en charge en institution, le recours aux soins hospitaliers et l'évolution clinique des personnes atteintes de démence et admises au VLHE ou en EHPAD. Sur le plan clinique, la durée médiane de survie pour des personnes atteintes de démence et nouvellement admises en institution est d'environ 38 mois, sans différence significative entre les résidents accueillis en EHPAD et ceux au VLHE. La sévérité des troubles cognitifs ainsi que les comorbidités, telles que les antécédents de cancer et l'hypertension, influencent significativement la durée de vie des résidents. Un déclin des fonctions cognitives et fonctionnelles est observé après l'admission en EHPAD ou VLHE, avec un ralentissement potentiel de ces pertes chez les résidents du VLHE durant la première année, bien que cette différence ne soit pas significative par rapport aux résidents en EHPAD. Sur le plan économique, le coût est plus élevé au VLHE, mais avec un recours réduit aux soins hospitaliers et de meilleures conditions de fin de vie. Ce travail offre des perspectives pour améliorer la prise en charge des personnes atteintes de démence et justifie la nécessité de recherches supplémentaires pour valider et compléter ces résultats.
Parler à l'école maternelle: caractéristiques des productions verbales d'élèves "petits" et "grands" parleurs et des gestes professionnels langagiers dans trois activités
par Julie SANCHEZ-GIL (Laboratoire d'épistémologie et didactiques disciplinaires, professionnelle et comparée de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 9h00 - Amphithéâtre Averoès 49 rue de l'Ecole Normale 33021 Bordeaux
devant le jury composé de
- Martine JAUBERT - Professeure des universités - Université de Bordeaux, INSPE de l'académie de Bordeaux - Directeur de these
- Anne CLERC-GEORGY - Professeure des universités - Haute Ecole Pédagogique du canton de Vaud en Suisse - Rapporteur
- Michel GRANDATY - Professeure des universités - Université de Toulouse Jean Jaurès - Examinateur
- Christophe RONVEAUX - Maître de conférences - Université de Genève - Examinateur
- Mylène EYQUEM - Professeure des universités - Université de La Réunion - Rapporteur
Le langage oral est omniprésent dans les classes et notamment dans les classes de maternelle. Cependant son enseignement reste complexe et peu mis en œuvre alors même qu'il s'agit d'un des vecteurs de la réussite scolaire. Cette thèse étudie les effets de trois activités langagières mises en œuvre par une enseignante avec des petits groupes d'élèves de grande section constitués au regard de l'hétérogénéité quantitative et qualitative de leurs prises de parole. Elle s'inscrit dans un cadre socioconstructiviste qui considère comme fondamental le rôle des interactions entre l'enfant et son environnement dans l'acquisition du langage. Ainsi, dans le cadre de notre étude, réalisée en contexte scolaire, les interactions verbales entre l'enseignante et les élèves sont déterminantes afin de permettre l'apprentissage de nouvelles pratiques discursives. Nos analyses reposent sur des observables quantitatifs (pourcentage de temps de parole, d'énoncés produits, LME…) et qualitatifs (contenu des prises de parole) qui permettent de dresser des portraits langagiers d'élèves et d'apprécier leurs variations en fonction des modalités de groupement et des activités proposées. Cette étude montre que la variation des modalités de groupement permet d'apprendre aux élèves à se construire en tant qu'interlocuteur dans des contextes différents. Mais cette recherche montre surtout que le choix des activités de langage a bien plus d'effets que les modalités de groupement sur les productions langagières des élèves et plus particulièrement sur celles des élèves « petits » parleurs. En effet, les activités conditionnent les pratiques discursives mobilisées par les élèves : notre étude montre qu'il est important de varier les activités langagières à destination des élèves afin de les inscrire dans des genres de discours différents et de leur apprendre à utiliser des outils linguistiques variés. Cette recherche montre également que la nature des productions verbales des élèves « grands » parleurs est plus hétérogène que celles des élèves « petits » parleurs. En effet, un profil langagier commun aux élèves « grands » parleurs de notre étude se dégage lors des trois activités proposées puisque ces derniers prennent la parole de façon spontanée, enchainent aussi bien à la suite des discours de l'enseignant que de leurs pairs et que le contenu de leurs prises de parole est varié. Le profil langagier des élèves « petits » parleurs est plus hétérogène et dépend davantage des activités proposées, nous relevons néanmoins des points communs : comme le fait qu'ils enchainent majoritairement à la suite des discours de l'enseignante, et souvent à la suite d'un questionnement de sa part, ou le fait que le contenu de leurs prises de parole soit plus stable que celui des « grands » parleurs. Enfin la dernière partie de notre thèse se focalise sur les gestes professionnels langagiers (GPL) mobilisés dans chacune des activités en fonction du fait que les élèves sont de « petits » ou de « grands » parleurs. Cette recherche, effectuée avec des groupes de quatre élèves, montre que le travail avec des effectifs réduits permet un rétrocontrôle de la part de l'enseignante et un ajustement des GPL aux besoins des élèves, ces derniers étant différents dans le groupe des « petits » et des « grands » parleurs ce qui explique pourquoi le nombre de GPL et la nature de ces derniers varient en fonction des groupes. Cependant les représentations de l'enseignante sur les élèves « petits » et « grands » parleurs peuvent parfois avoir des effets sur les GPL mobilisés lors des activités.
Développement d'une méthode de conception d'un outil de formation en réalité virtuelle pour la formation à l'intervention sur des incendies d'industrie à risque : prendre en compte les besoins des formateurs et des formés
par Sarah MORELOT (Bordeaux Population Health Research Center)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Bat E, Amphithéatre 15, rue Naudet CS 10207 33175 Gradignan Cedex France
devant le jury composé de
- Philippe ALLAIN - Professeur des universités - Université d'angers - Rapporteur
- Julien NELSON - Maître de conférences - Université Paris Cité - Examinateur
- Alain GARRIGOU - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Valérie SAINT DIZIER - Professeure des universités - Université de Lorraine - Examinateur
- Bernard N'KAOUA - Professeur des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Catherine DELGOUELT - Professeure des universités - CNAM - Rapporteur
Cette thèse porte sur le développement d'une méthode de conception d'un outil de réalité virtuelle pour la formation incendie. L'incendie représente une catastrophe majeure dont le coût humain et matériel peut s'avérer extrêmement élevé. Depuis quelques années, les nouvelles technologies ont été mises au service du développement d'outils de lutte et de prévention toujours plus performants. Dans ce cadre, l'émergence de la réalité virtuelle offre de nouvelles perspectives d'amélioration de la formation à la incendie. Les progrès technologiques amènent à une digitalisation des parcours de formation professionnelle. Ces nouvelles technologies permettent de s'affranchir des contraintes du réel et ouvrent le champ des possibilités. Cependant, il est légitime de se demander comment ces technologies ont été pensées et développées du point de vue des objectifs pédagogiques et des processus d'apprentissage. En effet, ces technologies mobilisent parfois des logiques qui répondent plus à des enjeux marketing qu'à des logiques de développement des capacités d'agir des personnes formées. Or, travailler dans un nouvel univers de technologies numériques transforme radicalement le rapport aux situations de travail. Nos travaux de recherche se positionnent dans ce contexte de digitalisation du travail, de questionnements sur son impact dans l'activité de travail des utilisateurs (formateurs et formés) et des méthodes de conception d'environnement mobilisant la réalité virtuelle pour la formation incendie. Notre thèse a pour objectif l'élaboration d'une méthode de reconception d'un environnement virtuel pour la formation incendie. Pour cela, nous nous sommes inscrits dans une approche pluridisciplinaire mobilisant à la fois les méthodologies de l'ergonomie de l'activité et les méthodologies de conception d'outil numérique adapté aux utilisateurs proposés par les sciences cognitives. L'approche ergonomique nous a permis de mieux comprendre la situation de travail, ses déterminants, l'activité déployée et l'impact de l'introduction d'un outil numérique sur l'activité de travail et sur les travailleurs. En complément, le point de vue des sciences cognitives nous a permis d'avoir une meilleure connaissance des méthodes de conception de ce type d'outil numérique et d'avoir une meilleure compréhension de leurs caractéristiques et de leurs capacités à améliorer les apprentissages. Nos travaux ont mobilisé ces deux disciplines avec des méthodologies et des approches différentes et complémentaires. Notre souci de synthèse visait à répondre à la fois aux enjeux liés à ces situations spécifiques de travail (sécurité incendie), mais également à répondre aux enjeux liés aux caractéristiques des outils numériques et à leur capacité à favoriser l'évolution des compétences procédurales (apprentissages sensori-moteurs) et conceptuelles des formés, tout en tenant compte des besoins des formateurs pour animer leurs situations de formation afin que leur travail ne soit pas empêché par cet outil. En dépit des diversités d'approches pour la conception d'environnements virtuels, l'élaboration d'outils utiles, utilisables et acceptables par les deux utilisateurs finaux, demeure un défi majeur. Une méthode spécifique de co-conception a été élaborée, permettant d'articuler les résultats des analyses des situations de travail et de l'outil comme ressources pour la conception. Elle met particulièrement l'accent sur l'inclusion des utilisateurs dans la démarche, favorisant ainsi une approche participative. L'enjeu dans la conception des environnements virtuels de formation (EVF) réside dans la conception de trois éléments fondamentaux : le scénario de formation, l'interface comportementale et l'interface homme-machine. Cette méthodologie de co-conception vise à fournir une approche systématique pour la conception d'environnements virtuels afin qu'ils soient à la fois plus utiles, utilisables et acceptables.