ED Sciences Chimiques
Photosensibilisateurs organiques pour cellules photoélectrochimiques à base d'oxyde métallique semiconducteur de structure delafossite : vers la production d'hydrogène vert
par Quentin STEMBAUER (Institut des Sciences Moléculaires)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphithéâtre 87 Avenue du Docteur Schweitzer, ICMCB, 33608, Pessac
devant le jury composé de
- Thierry TOUPANCE - Professeur des universités - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Aline ROUGIER - Directrice de recherche - CNRS - ICMCB Bordeaux - CoDirecteur de these
- Sylvie CHARDON - Directrice de recherche - CNRS - Département de Chimie Moléculaire (DCM) Grenoble - Examinateur
- Laurence CROGUENNEC - Directrice de recherche - CNRS - ICMCB Bordeaux - Examinateur
- Antoine BARNABé - Professeur des universités - Université de Tolouse - Rapporteur
- Bruno JOUSSELME - Directeur de recherche - Centre CEA Paris-Saclay - Rapporteur
Les cellules solaires sensibilisées par colorant (DSSCs) et leurs variantes photoélectrochimiques (DSPECs) constituent des dispositifs prometteurs pour la conversion de l'énergie solaire en énergie électrique ou chimique. Inspirés de la photosynthèse naturelle, ces systèmes reposent sur l'absorption de la lumière par un chromophore suivie d'une injection de charges dans un semi-conducteur mésoporeux. Cette thèse vise à améliorer les performances des DSSCs et DSPECs, avec un accent particulier sur les architectures de type p. Les travaux portent sur la conception rationnelle de colorants organiques de type « push–pull », l'optimisation des groupements d'ancrage et l'élargissement de la fenêtre d'absorption spectrale. Une attention particulière est accordée à la synthèse et à l'intégration de l'oxyde delafossite CuGaO2 en tant que semi-conducteur de type p, afin d'améliorer le transport des charges et de limiter les recombinaisons interfaciales. Dans ce contexte, de nouveaux chromophores à fonction d'ancrage acide phosphonique ont été synthétisés et caractérisés. Parallèlement, une synthèse originale basée sur l'activation micro-ondes a conduit à des nanoparticules de CuGaO2 deux fois plus petites que celles rapportées dans la bibliographie en un temps très court. Ces nanoparticules ont permis d'élaborer des photocathodes mésoscopiques de type p qui ont été photosensibilisées avec succès par les chromophores précédents. Ces photocathodes sensibilisées ont ensuite été intégrés dans des dispositifs DSSCs et DSPECs et ont conduit à des résultats prometteurs en termes de conversion de l'énergie solaire. L'ensemble de ces travaux contribue à une meilleure compréhension des relations structure-propriétés-performances et ouvre vers des perspectives pour la conversion directe de l'énergie solaire en hydrogène.
Réduction photocatalytique de l'azote en ammoniac à température ambiante en utilisant l'eau comme donneur sacrificiel
par Doha ZIDOUHIA (Institut des Sciences Moléculaires)
Cette soutenance a lieu à 13h30 - Salle de conférence, 3ᵉ étage Institut des Sciences Moléculaires (ISM), groupe THEO, CNRS UMR 5255, Bâtiment A12, 351 cours de la Libération, 33405 Talence Cedex
devant le jury composé de
- Dario BASSANI - Directeur de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Etienne GRAU - Assistant professor - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Murielle CHAVAROT-KERLIDOU - Directrice de recherche - Université Grenoble Alpes - Examinateur
- Nicolas MEZAILLES - Directeur de recherche - Université Paul Sabatier - Rapporteur
- Elsje Alessandra QUADRELLI - Directrice de recherche - Université Claude Bernard Lyon 1 - Rapporteur
La production industrielle d'ammoniac à partir de l'azote atmosphérique, bien qu'essentielle pour les engrais et l'industrie chimique reste très énergivore et fortement émettrice de CO₂ elle contribue de manière non négligeable au réchauffement climatique avec environ 1,44 % des émissions mondiales de CO₂. Ces dernières années, plusieurs avancées ont été faites pour concevoir de nouveaux catalyseurs capables de transformer le diazote en ammoniac, cependant beaucoup de ces systèmes reposent encore sur des réducteurs sacrificiels puissants, mais dangereux, rares ou coûteux, comme le sodium/mercure ou le SmI₂. Dans ce travail, nous avons exploré une alternative plus simple et plus durable : utiliser des sels de fer(II), activés par lumière UV, pour produire des électrons solvatés capables d'alimenter un catalyseur au molybdène dans la réduction du N₂. Au cours de la réaction, le fer(III) formé est à son tour réduit, générant des radicaux hydroxyles, une voie bien connue dans les réactions de type photo-Fenton. Ce système présente plusieurs avantages : il fonctionne même en présence de fortes concentrations de sels, voire directement en eau de mer, et son rendement peut être nettement amélioré en travaillant sous pression (jusqu'à 200 bars) permettant d'atteindre des rendements quantiques supérieurs à 10 %. Un aspect particulièrement intéressant de ce mécanisme est que l'eau, en plus de jouer le rôle de solvant agit ici comme source d'électrons, le processus global conduisant à la formation d'ammoniac et de dioxygène à partir de N₂ et H₂O. Cette stratégie ouvre des perspectives prometteuses pour des procédés de réduction catalytique en milieu aqueux, utilisant des réactifs simples, peu coûteux et compatibles avec une production chimique plus respectueuse de l'environnement. Mots clés : azote, ammoniac, électrons hydratés, photorédutcion
ED Sciences de la Vie et de la Santé
Rôle de TMEM70 dans la biogenèse de la sous-unité c de l'ATP synthase humaine et caractérisation de ses variants
par Narda ARDDA (Institut de Biochimie et Génétique Cellulaires)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de conférences Institut de Biochimie et Génétique Cellulaires UMR5095 CNRS, Université de Bordeaux 1, rue Camille Saint-Saëns 33077 Bordeaux cedex, France
devant le jury composé de
- Stéphane DUVEZIN-CAUBET - Chargé de recherche - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Nathalie LELEU - Professeure des universités - Université de Versailles Saint Quentin en Yvelines - Rapporteur
- Vincent PROCACCIO - Professeur des universités - praticien hospitalier - Université d'Angers - Rapporteur
- Marion BOUCHECAREILH - Directrice de recherche - Université de Bordeaux - Examinateur
- Metodi METODIEV - Chargé de recherche - Université Paris Cité - Examinateur
La mitochondrie est un organite essentiel des cellules eucaryotes, principalement connu pour son rôle central dans la production d'énergie sous forme d'adénosine triphosphate (ATP) grâce à la phosphorylation oxydative. Ce système repose sur la chaîne respiratoire qui génère un gradient électrochimique de protons à travers la membrane interne, et sur la F₁F₀-ATP synthase. Cette enzyme est un complexe protéique multi-sous-unités de 600 kDa fonctionnant comme un nano-moteur rotatif qui couple la translocation des protons à travers la membrane mitochondriale interne à la production d'ATP à partir de l'ADP et du Pi dans la matrice. L'assemblage de cette enzyme est un processus très complexe et relativement mal compris qui nécessite des facteurs d'assemblage, c'est-à-dire des protéines qui ne font pas partie du complexe final mais qui jouent un rôle essentiel dans les étapes d'assemblage. TMEM70 est l'un de ces facteurs d'assemblage, situé dans la membrane mitochondriale interne. Ses mutations sont les causes les plus fréquentes de déficits en ATP synthase d'origine nucléaire associés à des encéphalo-cardiomyopathies mitochondriales néonatales autosomiques récessives. Plusieurs équipes de recherche, dont la nôtre, ont montré que TMEM70 est nécessaire à la biogenèse de la sous-unité c de l'ATP synthase, une protéine hydrophobe présente en huit copies identiques formant un anneau oligomérique transmembranaire au sein du domaine de translocation des protons (Fo) de l'ATP synthase. Cependant, le mécanisme moléculaire de TMEM70 reste mal compris. Dans un premier chapitre, quelques mutations pathogènes faux-sens sélectionnées de TMEM70 ont été étudiées. Les différents variants de TMEM70 ont été exprimés dans une lignée cellulaire knock-out pour TMEM70. Les résultats montrent que trois des cinq mutations affectent la stabilité de TMEM70 en augmentant fortement son turnover, révélant une piste pour le mécanisme pathogène de ces variants alors que les deux autres ne présentent aucune altération détectable. Ces mêmes variants s'accompagnent d'une diminution des niveaux totaux de la sous-unité c ainsi que d'une réduction des interactions physiques entre TMEM70 et cette sous-unité. Cependant, sur le plan fonctionnel la surexpression de ces formes mutées de TMEM70 dans les cellules knock-out permet tout de même de restaurer des quantités normales d'ATP synthase montrant une altération seulement partielle de l'activité des variants de TMEM70. Dans un autre chapitre de cette thèse, nous abordons la question d'autres partenaires potentiels d'interaction de la sous-unité c et de TMEM70. En effet, d'une part ces deux protéines ont été observées migrant au sein de complexes de haut poids moléculaire bien au-delà de la taille des anneaux oligomériques de sous-unité c et, d'autre part, plusieurs autres protéines ont été décrites comme impliquées dans la biogenèse de la sous-unité c chez l'homme et/ou d'autres organismes. Parmi les candidats nous apportons des évidences de l'implication directe de la protéine insertase OXA1L qui a été trouvée en interaction physique avec TMEM70 et la sous-unité c. Enfin, dans le dernier chapitre, je présente la mise au point d'une méthode d'import de précurseurs protéiques radioactifs dans des mitochondries isolées de cellules de mammifères afin de suivre leur devenir. J'y décris plus particulièrement l'optimisation et la validation de l'utilisation de mitochondries préalablement congelées pour ce type d'expériences, ce qui n'avait pas encore été rapporté pour les mitochondries mammifères et ce qui présentait une limitation à l'utilisation de cette approche. Nos résultats apportent de nouveaux éclairages sur les mécanismes moléculaires par lesquels les mutations de TMEM70 peuvent altérer l'assemblage de l'ATP synthase, ainsi que des nouvelles connaissances sur la biogenèse de la sous-unité c de l'ATP synthase et l'implication de TMEM70 dans ce processus.
ED Sociétés, Politique, Santé Publique
Rôle des facteurs cardiometaboliques dans l'incidence de la dégénérescence maculaire liée à l'âge: considérations méthodologiques
par Blondy KAYEMBE MULUMBA (Bordeaux Population Health Research Center)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre A. LOUIS ISPED - Université de Bordeaux (Campus Carreire) 146 rue Léo Saignat 33076 Bordeaux Cedex
devant le jury composé de
- Marie-Noëlle DELYFER - Professeure des universités - praticienne hospitalière - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Cécile DELCOURT - Directrice de recherche - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Karen LEFFONDRÉ - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
- Vincent DAÏEN - Professeur des universités - praticien hospitalier - Université de Montpellier - Examinateur
- Jean-Philippe EMPANA - Directeur de recherche - Université Paris Cité - Rapporteur
- Vanina BONGARD - Professeure des universités - praticienne hospitalière - Université de Toulouse - Rapporteur
La dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) est la deuxième cause de la cécite chez les personnes âgées dans les pays développés. A la recherche de ses facteurs de risque modifiables, les précédentes études ont rapporté des résultats contradictoires dans les associations entre les facteurs cardiométaboliques et la DMLA. Cette controverse pourrait s'expliquer en partie par des limites méthodologiques. Cette thèse visait ainsi à étudier les liens entre les facteurs cardiométaboliques et le développement de la DMLA en utilisant des méthodes plus robustes. Les objectifs spécifiques étaient d'analyser les associations entre (1) la variabilité de la pression artérielle (VPA) à long terme et l'incidence de la DMLA, (2) les niveaux plasmatiques de HDL-C (high-density lipoprotein cholesterol) et la DMLA incidente et enfin (3) la prise de statines et l'incidence de la DMLA. Nous avons utilisé les données de l'étude ALIENOR, une cohorte prospective en population générale de personnes âgées françaises à Bordeaux (2006-2020). La DMLA était évaluée à chaque visite par une imagerie multimodale et classifiée en DMLA intermédiaire et avancée. En objectif 1, des modèles conjoints à effets aléatoires partagés ont analysé l'association entre la valeur courante de la VPA (mmHg) et la DMLA incidente. En objectif 2, des modèles sain-malade-mort pour les données censurées par intervalle ont quantifié le lien entre les niveaux plasmatiques de HDL-C (mmol/L) à l'inclusion et la DMLA incidente. Enfin, en objectif 3, des modèles de Cox dépendants du temps ont estimé la relation entre l'utilisation courante de statines et la DMLA incidente en utilisant des scores de propension pour prendre en compte le biais d'indication. Globalement, nous avons analysé environ 475 participants à risque pour la DMLA intermédiaire et 692 pour la DMLA avancée dans la cohorte ALIENOR. Indépendamment des niveaux de PA, une valeur courante élevée de VPA était associée à un risque instantané accru de DMLA avancée, bien que la significativité statistique n'ait été atteinte que pour la VPA diastolique. Ces résultats de nature inaugurale suggèrent qu'une VPA élevée entre les consultations médicales pourrait représenter un nouveau facteur de risque cardiovasculaire modifiable de DMLA. Après prise en compte du biais de survie, aucun lien significatif n'a été trouvé entre des niveaux élevés de HDL-C et la survenue d'une DMLA, bien que tous les effets estimés soient supérieurs à 1. Enfin, après prise en compte du biais d'indication à l'aide de scores de propension, l'utilisation courante de statines n'était pas associée à une DMLA incidente. Ces approches méthodologiques robustes, originales au regard des données de la littérature internationale disponible à ce jour, ont permis une meilleure modélisation des expositions cardiométaboliques complexes afin de mieux appréhender leur lien avec l'incidence de la DMLA. Nos résultats suggèrent que les stratégies de prévention de la DMLA devraient également viser à contrôler les fluctuations de la PA entre les visites médicales, au-delà de la prise en charge de l'hypertension, d'une part, et d'autre part, renforcent les données scientifiques soutenant qu'actuellement l'HDL-C ne devrait pas être ciblé comme facteur de risque de DMLA, et que les statines ne devraient pas être prescrites uniquement à des fins de prévention de la DMLA. Néanmoins, eu égard à la puissance statistique relativement faible dans l'étude ALIENOR, cette thèse offre une base solide pour la réplication de ces méthodes dans des cohortes plus larges. Une telle démarche est nécessaire pour confirmer ces résultats, tel que prévu avec la cohorte E3N (Étude Épidémiologique auprès de femmes de l'Éducation Nationale) dans le projet Macu-Life (Lifestyle-related exposome and age-related macular degeneration risk).