ED Sciences de la Vie et de la Santé
Identification et caractérisation par IRM de diffusion de nouvelles structures macroscopiques cardiaques.
par Pierre CABANIS (Centre de Résonnance Magnétique des Systèmes Biologiques)
Cette soutenance a lieu à h00 - amphithéâtre IHU Liryc, Av. du Haut Lévêque, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Soumaya SRIDI CHENITI - Praticienne hospitalière - CHU de Bordeaux - Examinateur
- Stanislas RAPACCHI - Chargé de recherche - CHUV Lausanne - CNRS - Examinateur
- Magalie VIALLON - Directrice de recherche - CREATIS - Rapporteur
- Maxime SERMESANT - Directeur de recherche - Inria Epione, Université Côte d'Azur - Rapporteur
L'architecture complexe des cardiomyocytes est essentielle à la fonction contractile du cœur. Des anomalies dans cette organisation peuvent être à l'origine de pathologies cardiaques graves. Cette thèse se concentre sur l'analyse approfondie des discontinuités entre les cellules myocardiques à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique de diffusion à haut champ magnétique. En exploitant les capacités accrues de cette technologie à 9.4 T, nous avons pu identifier et caractériser avec précision les interruptions dans l'orientation des cellules et des feuillets cardiaques, qui sont souvent associés à des zones de vulnérabilité mécanique et électrique du myocarde. L'objectif de cette recherche est non seulement de fournir une cartographie détaillée de la structure tridimensionnelle du myocarde, mais aussi de mettre en lumière les discontinuités qui pourraient jouer un rôle clé dans le développement de troubles tels que les arythmies cardiaques ou la fibrose myocardique. Grâce à cette approche innovante, il devient possible d'envisager de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques pour les maladies cardiaques en identifiant des marqueurs structu- rels jusqu'alors inaccessibles. Ce travail de thèse se concentre d'abord sur l'analyse du point d'insertion des ven-tricules au niveau basal, en comparant la structure de cœurs humains et ovins. Le point d'insertion au niveau du septum ventriculaire inférieur présente une disposition unique d'agrégats de cardiomyocytes. Un changement brusque d'orientation des cardiomyocytes a été observé au milieu du myocarde, délimitant une région en forme de triangle, présente à la fois dans les cœurs de mouton et les cœurs humains. Dans un deuxième temps, la thèse porte sur l'organisation structurelle du septum interventriculaire. L'apparition de fibrose dans le septum est une conséquence de la mutation du gène LMNA. L'étude se concentre sur : • la localisation d'un changement abrupte de l'orientation des cardiomyocytes dans le septum ; • la position de la fibrose focale visible avec des examens cliniques comme le rehaussement tardif au gadolinium. La position de la fibrose semble associée avec la position du changement abrupte d'orientation des cardiomyocytes. Cette analyse approfondie de cœurs explantés avec et sans mutation du gène LMNA ouvre de nouvelles perspectives sur les relations entre les altérations génétiques et les désordres structuraux du cœur. Enfin, un modèle de diffusion avancé a été utilisé pour caractériser l'intravoxel dans des cœurs ovins présentant de la fibrillation atriale. Ce modèle innovant a été validé par comparaison avec une technique d'imagerie à haute résolution, démontrant ainsi sa robustesse. Nos résultats sur ce modèle montrent la possibilité d'obtenir une meilleure description de l'organisation du myocarde.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Etude de la fiabilité de photodiodes à base de quantum dots pour application en imagerie dans le proche infra-rouge
par Ismail HAMMAD (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 9h30 - Basilique du Sacré-Cœur – Room 4 4 rue Emile Gueymard , Grenoble
devant le jury composé de
- Guillaume WANTZ - Professeur des universités - Bordeaux INP - Directeur de these
- Cristell MANEUX - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
- Jérôme VAILLANT - Directeur de recherche - CEA Leti - Examinateur
- Yvan BONNASSIEUX - Professeur des universités - Ecole Polytechnique - Rapporteur
- Alain BRAVAIX - Professeur des universités - ISEN - Rapporteur
Les capteurs de lumière à base de Quantum Dot (QD) sont prometteurs pour diverses applications d'imagerie en raison de leur haute efficacité quantique, de leur faible coût et de leur large gamme spectrale d'absorption. Ces capteurs peuvent absorber sélectivement des longueurs d'onde spécifiques de la lumière, ce qui les rend idéaux pour les systèmes d'imagerie de nouvelle génération pour la reconnaissance faciale. Cette étude se concentre sur un système de caméra basé sur QD fonctionnant dans le proche infrarouge (NIR). En émettant de la lumière à une longueur d'onde de 940 nm vers le visage, le photodetecteur capture des images de haute qualité à partir de la lumière réfléchie sans interférence avec la lumière ambiante, car la lumière du soleil à cette longueur d'onde est absorbée par la vapeur d'eau atmosphérique. Malgré ces avantages, la fiabilité relativement plus faible des capteurs basés sur QD par rapport aux technologies à base de silicium limite leur viabilité commerciale. Par conséquent, cette recherche vise à optimiser le processus de fabrication des capteurs et à mener une étude approfondie des modes de défaillance de fiabilité et des mécanismes physiques sous l'influence de stress tels que la polarisation électrique et l'intensité lumineuse. L'optimisation de la fabrication des capteurs à base de QD s'est faite sur trois axes : améliorer la couche molybdenum oxide (MoOx) à l'électrode supérieure, affiner la couche tampon aluminum oxide (Al2O3) à l'électrode supérieure et améliorer la passivation de surface. Le processus bi-couche consiste en deux couches de MoOx: une couche riche en oxygène et une couche pauvre en oxygène. L'inclusion de la couche pauvre en oxygène est cruciale pour améliorer la fiabilité en limitant la diffusion de l'oxygène dans la couche active de QD. De plus, il a été déterminé qu'une couche tampon Al2O3 de 14-cycles offre le meilleur équilibre de performances, à la fois initialement et après stress, en termes d'efficacité quantique, de courant d'obscurité et de polarisation de fonctionnement. En outre, l'amélioration de la passivation de surface réduit significativement la densité des pièges profonds et augmente la mobilité des porteurs de charge, maintenant ainsi un faible niveau de dégradation de l'efficacité quantique au fil du temps sous stress. Il a été démontré que la dégradation des photodiodes sous lumière continue (DC) et polarisation électrique est principalement due à l'accumulation de trous non extraits à l'électrode supérieure, ce qui augmente les barrières d'extraction et réduit le photocourant. L'étendue de cette dégradation est directement proportionnelle au niveau d'irradiance. Elle est également aggravée par une haute polarisation électrique. À l'inverse, une faible polarisation électrique réduit significativement le photocourant de sortie en raison d'un courant de recombinaison fort. L'étude révèle qu'il est possible de restaurer les capteurs de la dégradation du photocourant par des conditions de polarisation et/ou d'irradiance alternées. Utiliser le courant de recombinaison sous des conditions de polarisation alternée peut réduire la dégradation du photocourant de plus de 94% à une fréquence de fonctionnement de 60 fps. Les conditions d'irradiance alternées entraînent quant à elles une réduction de 38%, tandis que la combinaison des deux méthodes permet d'atteindre une réduction de plus de 97% par rapport aux conditions de stress direct.
Développement d'un outil d'aide à la décision pour favoriser l'économie circulaire basé sur les considérations techniques et le comportement des consommateurs : Application à l'industrie du sport
par Nicole Sofia ROHSIG LOPEZ (ESTIA Recherche)
Cette soutenance a lieu à 14h30 - Amphi 300 ESTIA Berri, 90 All. Faust d'Elhuyard, 64210 Bidart
devant le jury composé de
- Jérémy LEGARDEUR - Professeur - École supérieure des technologies industrielles avancées (ESTIA) - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Tatiana REYES - Professeur - École nationale supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Rapporteur
- Jenny FAUCHEU - Professeur - Mines Saint-Etienne, LGF UMR5307 - Examinateur
- Flore VALLET - Enseignante-chercheuse HDR - Pôle Universitaire Léonard de Vinci - DVRC - Rapporteur
- Damien SAUMUREAU - Réprésentant de l'entreprise CIFRE - Decathlon - Examinateur
- Daniela Cristina ANTELMI PIGOSSO - Full professor - Technical University of Denmark - Examinateur
Cette thèse CIFRE a été réalisée en partenariat avec Decathlon, notamment au sein du Watersports Center d'Hendaye, qui développe des équipements pour les sports aquatiques. Cette thèse vise à étudier la transition de l'entreprise vers l'économie circulaire afin de remplacer la logique linéaire « extraire-produire-utiliser-jeter ». Ce système propose de fermer les boucles de matériaux pour extraire leur valeur intégrée maximale, ce qui entraîne l'élimination des déchets grâce à la conception supérieure des matériaux, des produits, des systèmes et des modèles commerciaux (Fondation Ellen MacArthur, 2013). Les modèles d'affaires circulaires impliquent le cyclage, l'extension, l'intensification et/ou la dématérialisation des boucles de matériaux et d'énergie pour réduire les apports de ressources, les déchets et les fuites d'émissions (Geissdoerfer et al. 2017). Dans ce contexte, la question qui a guidé le début de notre recherche émerge : comment pouvons-nous contribuer à développer des modèles économiques circulaires dans l'industrie du sport, compte tenu de la nature diversifiée de ses produits ? Après avoir cartographié 154 projets circulaires internes, les chefs de projet ont mentionné des défis tels que le manque de gouvernance forte et d'un réseau circulaire structuré pour faciliter la progression des projets circulaires, en plus de la difficulté d'inciter les consommateurs à adopter des solutions circulaires. Cela nous a motivés à explorer les facteurs qui pourraient influencer le comportement des consommateurs à l'égard des modèles d'affaires circulaires, qu'ils soient internes ou externes. Nous avons interrogé 60 praticiens de sports aquatiques afin d'identifier les facteurs internes (par exemple, économiques, environnementaux, temps et efforts, esthétique) et les facteurs externes (par exemple, accès à des solutions circulaires, prix, état du produit). Suite à cette étape, nous avons lancé une enquête avec 1735 répondants pour mesurer l'intérêt des consommateurs pour différents modèles d'affaires circulaires (réparation, seconde main, location courte durée, abonnement, alternatives de fin de vie) concernant des natures de produits spécifiques (équipements de protection, textile première couche, textile deuxième couche, chaussures économiques et haut de gamme, accessoires et équipements volumineux) pour certains sports (natation, football, cyclisme, randonnée, fitness et course à pied). En nous appuyant sur ces résultats et sur les conclusions de la littérature, nous avons créé un outil pour aider les équipes de conception à identifier les modèles d'affaires circulaires adaptés à leurs produits et à obtenir des recommandations sur la manière d'améliorer la circularité, en tenant compte des caractéristiques du produit et du comportement des clients. L'outil a été testé et approuvé par des chefs de produit, en particulier pour les débutants, concernant l'adoption de l'économie circulaire. Notre contribution repose sur la création d'un outil d'aide à la décision interactif et facile à utiliser, permettant de mieux comprendre comment appliquer l'économie circulaire en tenant compte à la fois des aspects techniques et comportementaux. Les travaux futurs pourraient explorer l'adaptation de l'outil à d'autres industries, ainsi que la compréhension de l'acceptation de la circularité par des consommateurs d'autres cultures hors de France.
Description et modélisation de l'endommagement d'un composite à matrice céramique sous sollicitations thermomécaniques
par Anthony VASSALIÉ (Laboratoire des Composites ThermoStructuraux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre Laboratoire des Composites Thermostructuraux 3 allée de la Boétie, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Guillaume COUEGNAT - Ingénieur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Christophe BOUVET - Professeur des universités - ISAE-SUPAERO - Rapporteur
- Frédéric LAURIN - Ingénieur de recherche - ONERA - Rapporteur
- Emmanuel BARANGER - Directeur de recherche - ENS Paris-Saclay - Examinateur
- Delphine BRANCHERIE - Professeure - Université de technologie de Compiègne - Examinateur
- Anita CATAPANO-MONTEMURRO - Professeure - Bordeaux INP - Examinateur
- Sébastien DENNEULIN - Ingénieur - Safran Ceramics - Examinateur
Les composites à matrice céramique (CMC) présentent un fort intérêt dans le domaine aéronautique grâce à leurs excellentes propriétés thermomécaniques. Ils sont donc envisagés pour remplacer les alliages métalliques dans les parties chaudes des moteurs d'avions civils, afin de concevoir des pièces plus légères, ou permettant d'obtenir de meilleurs rendements. Ces matériaux présentent néanmoins un comportement complexe, notamment à cause de leur structure multi-échelle, architecturée et hétérogène. Dans ce contexte, ces travaux s'intéressent à l'amélioration de la compréhension du comportement mécanique en traction de CMC avec des fibres et une matrice en carbure de silicium, complétée d'une étape de Melt Infiltration (dits SiC/SiC MI). L'objectif est de mieux comprendre l'effet des propriétés des constituants microscopiques sur le comportement macroscopique jusqu'à rupture, via deux axes distincts mais complémentaires : la caractérisation mécanique de l'endommagement de ces CMC et leur modélisation par une méthode éléments finis. Dans une première partie, des essais de traction multi-instrumentés sont proposés (émissions acoustiques, corrélation d'images numériques, microscopie, etc.), afin d'obtenir une meilleure description des mécanismes à l'échelle du constituant et de leurs effets sur les échelles supérieures. Des caractérisations post-mortem supplémentaires sont également proposées, dans le but d'acquérir des informations sur les propriétés intrinsèques des phases directement à l'échelle microscopique, qui présentent un intérêt majeur pour la mise en place d'un modèle numérique. Ces différentes observations permettent de dresser un scénario d'endommagement jusqu'à rupture pour les matériaux SiC/SiC MI. Dans une seconde partie, une approche de modélisation éléments finis originale, par fibres intégrées, est proposée pour simuler le comportement jusqu'à rupture de ces derniers. En s'appuyant sur les observations expérimentales, les mécanismes d'intérêt sont sélectionnés et représentés dans le modèle, qui intégre le comportement des phases microscopiques directement aux échelles supérieures. Le modèle permet ainsi d'obtenir les mécanismes d'endommagement principaux à ces échelles, validés par les comparaisons essai/calcul, en ne s'appuyant que sur les propriétés des phases microscopiques. Les simulations permettent de mettre en évidence le rôle des différents constituants sur le comportement jusqu'à rupture des SiC/SiC MI, et ouvrent là voie à des travaux futurs sur cette famille de CMC.
ED Sciences et environnements
Analyse des objets de parure pour explorer la diversité culturelle et sociale au cours du Gravettien en Europe
par Jack BAKER (De la Préhistoire à l'Actuel : Culture, Environnement, Anthropologie)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre 1 Université de Bordeaux Bâtiment A9 33400 TALENCE
devant le jury composé de
- Francesco D'ERRICO - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Solange RIGAUD - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Nicholas CONARD - Professeur - University of Tübingen - Rapporteur
- Paul PETTITT - Professeur - University of Durham - Rapporteur
- Sibylle WOLF - Docteur - University of Tübingen - Examinateur
- Jacques JAUBERT - Professeur - Université de Bordeaux - Examinateur
Le Gravettien (34-24 ka) est largement considéré comme le dernier technocomplexe paneuropéen avant la fragmentation régionale de la population à la suite du dernier maxima glaciaire. Il a été démontré que les ornements personnels sont de puissants indicateurs du statut social et de l'appartenance culturelle. Jusqu'à présent, les ornements personnels omniprésents dans les sites d'occupation et de sépulture caractérisant le Gravettien n'ont pas encore fait l'objet d'une étude approfondie. L'objectif principal de la thèse était de documenter la variabilité des associations de types de perles et d'identifier les mécanismes à l'origine de cette diversité à l'échelle régionale et européenne au cours du Gravettien. La réalisation de cet objectif a ouvert la voie au second objectif : l'étude de la géographie culturelle des communautés gravettiennes. Dans un premier temps, nous proposons une analyse approfondie des nombreuses parures provenant d'un site funéraire clé du Gravettien, Cro-Magnon (Dordogne, France). Ensuite, nous avons créé une base de données géoréférencée représentative des parures du Gravettien, comprenant 164 types provenant de plus de 130 sites à travers l'Europe, et nous l'avons analysée à l'aide de méthodes statistiques multivariées et spatiales, telles que l'analyse des coordonnées principales (PCoA), le Neighbour-joining, le Neighbour-net, la sériation et les corrélations et corrélogrammes de Mantel. Nous avons ensuite comparé et mis en contraste les parures du Gravettien avec celles de l'Aurignacien précédent en utilisant des analyses similaires afin d'étudier s'il existait une continuité entre ces deux technocomplexes. L'analyse des parures trouvées à Cro-Magnon a révélé l'existence de vastes réseaux d'échange à travers le continent. Malgré des similitudes avec les parures d'autres groupes voisins de Dordogne, les parures de Cro-Magnon présentent un caractère distinctif, c'est-à-dire peu, plutôt que beaucoup, de pendentifs en ivoire décorés et beaucoup, plutôt que peu, d'ornements en coquillages, ce qui souligne le désir de ce peuple d'affirmer son identité unique dans un contexte symbolique plus large. Le recalibrage de la seule date radiocarbone disponible pour ce site suggère qu'une campagne de datation plus étendue est nécessaire pour attribuer chronologiquement ce site emblématique avec précision. L'analyse de la base de données du Gravettien européenne révèle que ce technocomplexe était divisé en neuf groupes qui portaient des associations de types de perles différentes, organisées d'ouest en est. Alors que les groupes gravettiens de l'est de l'Europe portaient des parures principalement en ivoire, en pierre et en dents de mammifères carnivores, les groupes de l'ouest avaient tendance à porter des perles fabriquées à partir de coquillages marins et de dents de mammifères herbivores. Il a été démontré que les différences observées dans les associations de types de perles n'étaient pas uniquement dues à l'isolement par la distance. Nous en avons conclu qu'un sentiment d'appartenance culturelle dictait les types de parures portés par les différents groupes de Gravettiens. Les sites d'inhumation et d'occupation se caractérisent par des schémas distincts d'associations de parures. La différence observée entre les groupes d'inhumation était plus importante que la différence entre les groupes d'occupation. La comparaison des parures du Gravettien et de l'Aurignacien a révélé des similitudes frappantes entre les deux technocomplexes en termes de choix de parures. Le Gravettien se caractérise par des régions d'associations de parures similaires, dont la surface est plus de dix fois supérieure à celle de l'Aurignacien et qui sont plus interconnectées que ces dernières. Les types de parures entièrement sculptés dans des matériaux osseux et lithiques marquent mieux le fossé culturel entre ces deux technocomplexes que ceux produits à partir de formes naturelles minimalement modifiées.