An experimental program was conducted at the Ferguson Structural Engineering Laboratory of The University of Texas at Austin, under the auspices of Texas Department of Transportation (TxDOT) Research Project 5831, to investigate the tensile stresses that develop in the end regions of pretensioned concrete U-beams at transfer of prestress. Understanding the effect of these “bursting” and “spalling” stresses is essential in order to design standard details that might lead to reliably-serviceable end regions. Two full-scale beam specimens, designed to be worst-case scenarios for bursting and spalling, were fabricated. Each beam had one square and one highly skewed end. Extensive instrumentation, including strain gages on transverse and lateral reinforcing bars, was employed in the end regions of these U-beams. Experimentally determined bursting and spalling stresses in these bars were compared to results of past projects (from the literature) investigating I-beams and inverted T-beams. Preliminary recommendations are made for changes in the standard reinforcing details for U-beam end regions. Such recommended details will be tested in the upcoming phase of Research Project 5831. / text

<p>Biological invasions are an important issue of global change and an increased understanding of invasion processes is of crucial importance for both conservation managers and international trade. In this thesis, I have studied the invasion of the brown seaweed <i>Fucus evanescens</i>, to investigate the fate and effect of a perennial, habitat-forming seaweed introduced to a coastal ecosystem. A long-term study of the spread of <i>F. evanescens</i> in Öresund (southern Sweden) showed that the species was able to expand its range quickly during the first 20 years after the introduction, but that the expansion has been slow during the subsequent 30 years. Both in Öresund and in Skagerrak, the species is largely restricted to sites where native fucoids are scarce. Laboratory experiments showed that the restricted spread of <i>F. evanescens</i> cannot be explained by the investigated abiotic factors (wave exposure and salinity), although salinity restricts the species from spreading into the Baltic Sea. Neither did I find evidence for that herbivores or epibiota provide biotic resistance to the invader. On the contrary, <i>F. evanescens</i> was less consumed by native herbivores, both compared to the native fucoids and to <i>F. evanescens</i> populations in its native range, and little overgrown by epiphytes. Instead, the restricted spread may be due to competition from native seaweeds, probably by pre-occupation of space, and the establishment has probably been facilitated by disturbance. </p><p>The studies provided little support for a general enemy release in introduced seaweeds. The low herbivore consumption of <i>F. evanescens</i> in Sweden could not be explained by release from specialist herbivores. Instead, high levels of chemical anti-herbivore defence metabolites (phlorotannins) could explain the pattern of herbivore preference for different fucoids. Likewise, the low epibiotic colonisation of <i>F. evanescens </i>plants could be explained by high resistance to epibiotic survival. This shows that colonisation of invading seaweeds by native herbivores and epibionts depends on properties of the invading species. The large differences between fucoid species in their quality as food and habitat for epibionts and herbivores imply that invasions of such habitat-forming species may have a considerable effect on a number of other species in shallow coastal areas. However, since <i>F. evanescens</i> did not exclude other fucoids in its new range, its effect on the recipient biota is probably small.</p>

Multi-layered electronic packages increase in complexity with demands for functionality. Interfacial delamination remains a prominent failure mechanism due to mismatch of coefficient of thermal expansion (CTE). Numerous studies have investigated interfacial cracking in microelectronic packages using fracture mechanics, which requires knowledge of starter crack locations and crack propagation paths. Cohesive zone theory has been identified as an alternative method for modeling crack propagation and delamination without the need for a pre-existing crack. In a cohesive zone approach, traction forces between surfaces are related to the crack tip opening displacement and are governed by a traction-separation law. Unlike traditional fracture mechanics approaches, cohesive zone analyses can predict starter crack locations and directions or simulate complex geometries with more than one type of interface. In a cohesive zone model, cohesive zone elements are placed along material interfaces. Parameters that define cohesive zone behavior must be experimentally determined to be able to predict delamination propagation in a microelectronic package. The objective of this work is to study delamination propagation in a copper/mold compound interface through cohesive zone modeling. Mold compound and copper samples are fabricated, and such samples are used in experiments such as four-point bend test and double cantilever beam test to obtain the cohesive zone model parameters for a range of mode mixity. The developed cohesive zone elements are then placed in a small-outline integrated circuit package model at the interface between an epoxy mold compound and a copper lead frame. The package is simulated to go through thermal profiles associated with the fabrication of the package, and the potential locations for delamination are determined. Design guidelines are developed to reduce mold compound/copper lead frame interfacial delamination.

Many practical cases of fracture can be considered as one-dimensional, that is, propagating in one dimension and characterised by opening (mode I) and shearing (mode II) action only with no tearing (mode III) action. A double cantilever beam (DCB) represents the most fundamental one-dimensional fracture problem. There has however been considerable confusion in calculating its mixed-mode energy release rate (ERR) partition. In this work, new and completely analytical mixed-mode partition theories are developed for one-dimensional fractures in isotropic homogeneous and laminated composite DCBs, based on linear elastic fracture mechanics (LEFM) and using the Euler and Timoshenko beam theories. They are extended to isotropic homogeneous and laminated composite straight beam structures and isotropic homogeneous plates based on the Kirchhoff-Love and Mindlin-Reissner plate theories. They are also extended to non-rigid elastic interfaces for isotropic homogeneous DCBs. A new approach is used, based on orthogonal pure fracture modes. Two sets of orthogonal pairs of pure modes are found. They are distinct from each other in the present Euler beam and Kirchhoff-Love plate partition theories and coincide on the first set in the present Timoshenko beam and Mindlin-Reissner plate partition theories. After the two sets of pure modes are shown to be unique and orthogonal, they are used to partition mixed modes. Interaction is found between the mode I and mode II modes of the first set in the present Euler beam and Kirchhoff-Love plate partition theories. This alters the ERR partition but does not affect the total ERR. There is no interaction in the present Timoshenko beam or Mindlin-Reissner plate partition theories. The theories distinguish between local and global ERR partitions. Local pureness is defined with respect to the crack tip. Global pureness is defined with respect to the entire region mechanically affected by the crack. It is shown that the global ERR partition using any of the present partition theories or two-dimensional elasticity is given by the present Euler beam or Kirchhoff-Love plate partition theories. The present partition theories are extensively validated using the finite element method (FEM). The present beam and plate partition theories are in excellent agreement with results from the corresponding FEM simulations. Approximate 'averaged partition rules' are also established, based on the average of the two present beam or plate partition theories. They give close approximations to the partitions from two-dimensional elasticity. The propagation of mixed-mode interlaminar fractures in laminated composite beams is investigated using experimental results from the literature and various partition theories. The present Euler beam partition theory offers the best and most simple explanation for all the experimental observations. It is in excellent agreement with the linear failure locus and is significantly closer than other partition theories. It is concluded that its excellent performance is either due to the failure of materials generally being based on global partitions or due to the through-thickness shear effect being negligibly small for the specimens tested. The present partition theories provide an excellent tool for studying interfacial fracture and delamination. They are readily applicable to a wide-range of engineering structures and will be a valuable analytical tool for many practical applications.

Le sujet de cette thèse consiste à formuler et caractériser de nouveaux matériaux hybrides inorganique/organique pour la formulation et la libération de principes actifs. Ces matériaux sont constitués soit par des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et des phospholipides (PL) soit par des hydroxydes doubles lamellaires et du chitosane. Les matériaux hybrides hydroxydes doubles lamellaires/phospholipides ont été obtenus par échange anionique entre les anions du feuillet d'HDL et les phospholipides chargés négativement sous forme de liposomes. Les techniques d'analyse utilisées (DRX, ATG, UV et MET) ont permis de déterminer l'influence de la nature des anions de compensation des feuillets d'HDL et des phospholipides sur le taux de intercalation de PL dans les HDL et le taux de chargement d'un principe actif modèle : l'estradiol. Nous avons effectué ensuite des cinétiques de libération des phospholipides et de l'estradiol intercalés en faisant varier le pH et la composition du milieu pour déterminer les propriétés de ce matériau en tant que système de libération sous forme d'implant afin de libérer le principe actif sur des temps très longs. Les matériaux hybrides hydroxydes doubles lamellaires/chitosane ont ensuite été synthétisés sous forme de billes par un procède sol-gel nous permettant d'optimiser la morphologie et la texture des matériaux par le contrôle de la viscosité et le choix du mode de séchage (étuve ou spray-drying). Le chitosane a été choisi pour ses propriétés muco-adhésives afin d'envisager une application du matériau sur les muqueuses. Les techniques d'analyse utilisées ont permis de confirmer la présence de HDL dans le chitosane (DRX), de déterminer la morphologie des billes (MET, MEB) ainsi que leur composition (ATG). Des cinétiques de libération au cours de temps et en fonction de pH ont été réalisées sur de billes chitosane/ hydroxydes doubles lamellaires chargées en principe actif (ibuprofène ou phospholipides charge en estradiol) afin de déterminer leur potentiel de libération du PA. Ces nouveaux hybrides inorganique/organique s'avèrent donc être des matériaux très intéressants en tant que systèmes de libération contrôlée de principes actifs dans le domaine pharmaceutique. / The aim of this work involves the preparation and the characterization of new inorganic/ organic hybrids materials as drug delivery systems. These materials are composed of layered double hydroxide (LDH) and phospholipids (PL) or layered double hydroxide and chitosan. The layered double hydroxide/phospholipids hybrids materials were obtained by anionic exchange between the anions from the HDL layers and the liposome composed of phospholipids with negative charges. Different analysis were used such as XRD, TGA, TEM and fluorescence for the characterization of these materials and the determination of parameters such as the nature of the LDH anions nature, the kind of phospholipids as well the ratio of used model drug (17ƒÒ-estradiol) allowing the optimal method. Release kinetic studies of the phospholipids and of the drug were carried out in different release media (pH, nature of ions) to evaluate the potential sustained release properties of these hybrid materials. Layered double hydroxide/chitosan beads were developed by a sol-gel process. Chitosan was chosen for its muco-adhesive properties permitting to broaden the possibility of pharmaceutical applications. This method allowed us to improve the morphology and the texture of the material by controlling the viscosity and the drying process. Materials were characterized by XRD, TGA, SEM and TEM to determine: the presence of LDH, the encapsulated LDH yield and the morphology of the beads. Releases kinetic of a model drug (ibuprofen) encapsulated in layered double hydroxide/chitosan hybrid materials allowed us to test its potential release properties. Such new inorganic/ organic hybrids materials proved to be interesting as sustained release systems in pharmaceutical domain.

Des copolymères à blocs polylactide-poly(éthylène glycol) (PLA-PEG) ont été synthétisés par polymérisation par ouverture de cycle du L- ou D-lactide en présence de PEG mono- ou dihydroxylé. La masse molaire, la composition, la cristallisation et les propriétés thermiques des copolymères ont été caractérisées à l'aide de la DSC, NMR, GPC, etc. Des micelles biorésorbables ont été obtenues par la méthode dissolution directe sans utiliser de solvants organiques. Des mesures de tension de surface ont permis de déterminer la concentration micellaire critique des copolymères. Les résultats montrent que les micelles mélange L/D sont plus stables que les micelles seules en raison de l'effet stéréocomplexation entre les blocs L-PLA et D-PLA. Les comportements d'agrégation des micelles en milieu aqueux ont été étudiés en détail. Il apparaît que les micelles mélange présentent un nombre d'agrégation inférieur à celui des micelles seules. La dégradation hydrolytique des micelles a été étudiée dans les conditions in vitro. Le paclitaxel a été utilisé comme modèle de principes actifs pour évaluer les comportements in vitro et in vivo des micelles. Les méthodes dissolutio n directe et dialyse conduisent à des résultats comparables en ce qui concerne l'efficacité d'encapsulation et la teneur en principe actif. Les micelles mélange L/D présentent une meilleure capacité d'encapsulation que les micelles seules. Les expériences in vivo montrent que le paclitaxel est distribué dans tous les organes avec concentrations élevées après injection des micelles chargées. En comparaison avec la formulation clinique et les micelles par dialyse, les micelles chargées en paclitaxel par dissolution directe présentent un effet antitumeur plus important. / A series of polylactide-poly(ethylene glycol) (PLA-PEG) block copolymers were synthesized by ring-opening polymerization of L- or D-lactide in the presence of mono- or dihydroxyl PEG. The molar mass, composition, crystallization and thermal properties were characterized by using DSC, NMR, GPC, etc. Bioresorbable micelles were obtained by direct dissolution method without using any organic solvents. Surface tension measurements were used to determine the critical micellar concentration of the copolymers. The results show that L/D mixed micelles are more stable than single ones due to strong stereocomplexation effect between L-PLA and D-PLA blocks. The aggregation behavior of micelles in aqueous medium was investigated in detail. It appears that mixed micelles present lower aggregation number than single ones. The hydrolytic degradation of the micelles was investigated under in vitro conditions. Paclitaxel was used as a model drug to investigate the in vitro and in vivo behavior of micelles as drug delivery system. The direct dissolution method yields comparable drug encapsulation efficiency and loading content as the traditional dialysis method. The drug encapsulation ability is higher for L/D mixed copolymer micelles than single micelles due to stereocomplexation. In vivo experiments show that paclitaxel is widely distributed and kept at high concentration levels in various tissues after administration of drug-loaded micelles. Compared with the current clinical formulation and micelles by dialysis, paclitaxel-loaded micelles by direct dissolution exhibit the highest antitumor ability.

La thèse délaisse l’étude des biais, des erreurs et des influences externes qui modulent les décisions de justice et formule l’hypothèse que les individus, confrontés à un dilemme normatif (quelle serait la juste peine?), manifestent un souci de justice qu’il est pertinent d’analyser en lui-même. Les résultats de cette thèse indiquent qu’une proportion appréciable des choix et des jugements des citoyens et des acteurs judiciaires interrogés témoignent, en raison de leur cohérence interne et de leur modération, d’un souci manifeste de justice. Les données de la thèse s’appuient sur un sondage sentenciel dans lequel on demandait à des répondants du public (n=297), mais aussi à un échantillon d’acteurs judiciaires (n=235), de prendre des décisions de détermination pénale dans trois histoires de cas bien détaillées. La thèse s’intéresse à la détermination de la juste peine, laquelle incorpore trois prises de décision distinctes. Le premier chapitre de la thèse s’attarde à la qualité des échelles individuelles de sévérité des peines qui peuvent être infligées pour sanctionner un délinquant reconnu coupable d’actes criminels. Les résultats indiquent que les citoyens, tous comme les acteurs judiciaires, n’utilisent pas la même métrique pour statuer sur la sévérité des peines, mais que certains d’entre eux, font usage d’une métrique pénale plus cohérente et plus raisonnable que d’autres. Un test décisif pour jauger de la valeur d’une métrique est son aptitude à établir des équivalences pénales entre les peines de prison, de probation, de travaux communautaires et d’amendes. Le deuxième chapitre s’attarde à la qualité des choix sentenciels des citoyens et des acteurs judiciaires. Deux critères sont utilisés pour distinguer les sentences les plus justes : 1) le critère de proportionnalité ou de cohérence interne (les sentences données sont-elles toujours proportionnelles à la gravité de l’infraction commise ?); 2) le critère de modération ou de cohérence externe (la sentence donnée peut-elle rallier le plus grand nombre de points de vue?). Les deux critères sont importants parce qu’ils contribuent tous deux à réduire la marge d’incertitude du dilemme sentenciel. Le troisième chapitre prend acte que toute sentence fera possiblement l’objet d’un aménagement subséquent. Les formes les plus manifestes d’aménagement pénal sont régies par l’octroi d’une libération conditionnelle qui écourte la durée de peine qui sera purgée en prison. Certains acteurs judiciaires choisiront de tenir compte de cette libération anticipée en gonflant leur sentence, alors que d’autres se refuseront à le faire. Le dernier chapitre s’attarde aux raisons qui motivent leurs choix. / This thesis neglects the analysis of external influences, such as biases and errors, which may interfere in court judgments and propose that when facing a normative dilemma (What is the just decision?), individuals are driven by a concern for justice. This concern has not been properly scrutinized. When studying legal decisions, we note that a large proportion of all judgments and evaluations made by interviewed citizens and judicial actors are coherent and moderated, which demonstrates a concern for justice and equity. The results of the thesis are based on a sentencing survey conducted among citizens (n=297) and criminal justice professionals (n=235) who had to adjudicate upon three detailed case studies and specific sentencing questions. The thesis examines the process of determining the just sanction and is concerned with three types of judgments. The first chapter explores the quality of different penal severity scales that can be used to punish a criminal convicted of a crime. Results indicate that citizens, as well as criminal justice professionals, have different ways of conceptualizing penal severity, and that some of these views are more coherent and more reasonable than others. This chapter shows that one way of assessing penal metrics quality is to look at the exchange rates among qualitatively different sanctions (months of prison, years of probation, hours of community work and dollar amount of fines). The second chapter examines the sentencing choices. Two important judicial criteria are used to distinguish just sentences from unjust ones: 1) proportionality or internal consistency (are sentences always given in accordance to crime seriousness?); and 2) moderation or external consistency (is the sentence able to merge opposite points of views?). Both criteria are important in reducing a portion of uncertainty that is intrinsic to the sentencing dilemma. Indeed the search for the just punishment and strategies for uncertainty reduction are intimately connected. The third chapter takes into account the fact that sentences are not fully determined at the judicial level. This is especially the case for prison sentences since conditional release mechanisms drastically shorten the time actually spent behind bars. We attempt to understand the differential propensity among judges, crown and defense attorneys and probation officers to anticipate the likely impact of conditional release in determining the presumptive duration of the court sentence. Some court players will incorporate parole outcomes in determining their prison sentence while others refuse to do so. The chapter examines the reasons why they do so and also identifies under what conditions anticipation of parole outcomes are more likely

Des travaux récents démontrent que certains neurones dopaminergiques du mésencéphale ont la capacité de libérer du glutamate en plus de la dopamine (DA). Ce phénomène de « co-transmission » requiert l’expression du transporteur vésiculaire du glutamate de type 2 (VGLUT2) dans les neurones dopaminergiques. Certaines observations montrent que l’expression de VGLUT2 dans les neurones dopaminergiques survient tôt durant leur développement et est essentiellement limitée aux neurones de l’aire tegmentaire ventrale (VTA). De plus, cette libération de glutamate se retrouve principalement au niveau des terminaisons de ces neurones dans le striatum ventral, mais pas dans le striatum dorsal. Ces données suggèrent d’une part un rôle développemental possible du glutamate dans les neurones dopaminergiques, et d’autre part, que les signaux dérivés des neurones cibles puissent réguler le double phénotype des neurones dopaminergiques menant ainsi à une plasticité phénotypique. Par ailleurs, il est toujours inconnu si cette libération de glutamate se fait à partir des terminaisons qui relâchent la DA ou à partir de terminaisons axonales distinctes. De plus, le rôle physiologique de ce surprenant phénomène de co-transmission reste également inconnu. Ainsi, dans cette étude, nous avons d’abord démontré in vitro et in vivo que l’expression de VGLUT2 est nécessaire pour la survie et la croissance d’une sous-population de neurones dopaminergiques. En utilisant une lignée de souris ayant une délétion génique spécifique de VGLUT2 dans les neurones dopaminergiques, nous avons observé une diminution du nombre de terminaisons dopaminergiques et glutamatergiques dans le striatum, une baisse de libération de DA dans le striatum ventral, une diminution de la coordination motrice ainsi qu’une diminution de l’activité locomotrice induite par les drogues d’abus. D’autre part, nous avons démontré in vitro et in vivo que les neurones dopaminergiques au double phénotype établissent des terminaisons distinctes afin de relâcher le glutamate et la DA. De plus, nous démontrons que ce phénomène de ségrégation des sites de libération semble être induit par une interaction avec les neurones du striatum ventral. Ces travaux démontrent le rôle physiologique déterminant de la co-transmission DA-glutamate pour l’homéostasie du système DAergique et dévoile une caractéristique fondamentale de l’établissement des terminaisons axonales de ces neurones. Ces travaux permettent ainsi de mieux comprendre les rôles physiologiques de la co-libération de glutamate par les neurones du système nerveux central et présentent une nouvelle perspective sur les dysfonctions potentielles de ces neurones dans les maladies du cerveau. / A subset of midbrain dopamine (DA) neurons has been shown to express the type 2 vesicular glutamate transporter (VGLUT2) supporting their capacity for glutamate co-release from some of their axon terminals. However, the physiological significance of this phenomenon is presently unknown. VGLUT2 expression by DA neurons occurs early during their development and is mainly found in DA neurons localized to the ventral tegmental area (VTA). Glutamate release by DA neurons can be detected at terminals contacting ventral but not dorsal striatal neurons. Together, these findings suggest the possibility glutamate co-release by DA neurons plays a developmental role and that target-derived signals regulate the neurotransmitter phenotype of DA neurons. Whether glutamate can be released from the same terminals that release DA or from a special subset of axon terminals is undetermined. Moreover, the physiological role of glutamate release by DA neurons is essentially unknown. Using a conditional gene knock-out approach to selectively disrupt the Vglut2 gene in mouse DA neurons, we obtained in vitro and in vivo evidence demonstrating reduced growth and survival of mesencephalic DA neurons, associated with a decrease in the density of DA innervation in the nucleus accumbens, reduced activity-dependent DA release, decreased motor coordination and impaired locomotor activation induced by drugs of abuse. In this study we also provide in vitro and in vivo data supporting the hypothesis that DA and glutamate-releasing terminals are mostly segregated and that striatal neurons regulate the co-phenotype of midbrain DA neurons and the segregation of release sites. These findings provide strong evidence for a functional role of the glutamatergic cophenotype in the development of mesencephalic DA neurons, unveils a fundamental feature of dual neurotransmission and plasticity of the DA system and open new perspectives into the pathophysiology of brain diseases implicatingthe DA system.

L’utilisation de lentilles cornéennes peut servir à améliorer le profil d’administration d’un principe actif dans les yeux. Avec une efficacité d’administration de 5% par l’utilisation de gouttes, on comprend rapidement que l’administration oculaire doit être améliorée. Cette faible administration a donné naissance à plusieurs tentatives visant à fabriquer des lentilles cornéennes médicamentées. Cependant, à cause de multiples raisons, aucune de ces tentatives n’a actuellement été mise sur le marché. Nous proposons dans cette étude, une possible amélioration des systèmes établis par le développement d’une lentille cornéenne à base de 2-(hydroxyéthyle)méthacrylate (HEMA), dans laquelle des microgels, à base de poly N-isopropylacrylamide (pNIPAM) thermosensible encapsulant un principe actif, seront incorporé. Nous avons donc débuté par développer une méthode analytique sensible par HPCL-MS/MS capable de quantifier plusieurs molécules à la fois. La méthode résultante a été validée selon les différents critères de la FDA et l’ICH en démontrant des limites de quantifications et de détections suffisamment basses, autant dans des fluides simulés que dans les tissus d’yeux de lapins. La méthode a été validée pour sept médicaments ophtalmiques : Pilocarpine, lidocaïne, proparacaïne, atropine, acétonide de triamcinolone, timolol et prednisolone. Nous avons ensuite fait la synthèse des microgels chargés négativement à base de NIPAM et d’acide méthacrylique (MAA). Nous avons encapsulé une molécule modèle dans des particules ayant une taille entre 200 et 600 nm dépendant de la composition ainsi qu’un potentiel zêta variant en fonction de la température. L’encapsulation de la rhodamine 6G (R6G) dans les microgels a été possible jusqu’à un chargement (DL%) de 38%. L’utilisation des isothermes de Langmuir a permis de montrer que l’encapsulation était principalement le résultat d’interactions électrostatiques entre les MAA et la R6G. Des cinétiques de libérations ont été effectuées à partir d’hydrogels d’acrylamide chargés en microgels encapsulant la R6G. Il a été trouvé que la libération des hydrogels chargés en microgels s’effectuait majoritairement selon l’affinité au microgel et sur une période d’environ 4-24 heures. La libération à partir de ces systèmes a été comparée à des formules d’hydrogels contenant des liposomes ou des nanogels de chitosan. Ces trois derniers (liposomes, microgels et nanogels) ont présenté des résultats prometteurs pour différentes applications avec différents profils de libérations. Enfin, nous avons transposé le modèle développé avec les gels d’acrylamide pour fabriquer des lentilles de contact de 260 à 340 µm d’épaisseur à base de pHEMA contenant les microgels avec une molécule encapsulée devant être administrée dans les yeux. Nous avons modifié la composition de l’hydrogel en incorporant un polymère linéaire, la polyvinylpyrrolidone (PVP). L’obtention d’hydrogels partiellement interpénétrés améliore la rétention d’eau dans les lentilles cornéennes. L’encapsulation dans les microgels chargés négativement a donné de meilleurs rendements avec la lidocaïne et cette dernière a été libérée de la lentille de pHEMA en totalité en approximativement 2 heures qu’elle soit ou non encapsulée dans des microgels. Ainsi dans cette étude pilote, l’impact des microgels n’a pas pu être déterminé et, de ce fait, nécessitera des études approfondies sur la structure et les propriétés de la lentille qui a été développée. En utilisant des modèles de libération plus représentatifs de la physiologie de l’œil, nous pourrions conclure avec plus de certitude concernant l’efficacité d’un tel système d’administration et s’il est possible de l’optimiser. / The development of corneal contact lenses initially aimed to correct vision troubles but more recently targets to improve administration of ophthalmic drugs. Eye drops from ophthalmic solutions has a poor administration efficiency of 5% or less and is currently the most used method to deliver drugs to the eye. Such administration technique needs to be improved and contact lenses could be the solution according to many opticians. However, no marketed therapeutic contact lenses has been marketed up to date. In this project we have developed a model of a contact lens made of 2-(hydroxyethyl)methacrylate embedding microgels of poly N-isopropylacrylamide (pNIPAM), encapsulating a model drug. We first developed an analytical method capable to quantify simultaneously seven ophthalmic drugs: Pilocarpine, lidocaine, proparacaine, atropine, triamcinolone acetonide, timolol and prednisolone. This method was developed on a HPLC-MS/MS device and was validated according to FDA and ICH criteria. Using this method, we achieved very low detection and quantitation limits with high precision and accuracy in both simulated lachrymal fluids and in rabbit ocular tissues. Each seven drugs was validated using this method. We proceeded with the synthesis of negatively charged microgels of NIPAM using methacrylic acid (MAA) as comonomer. Resulting size were ranging between 200-600 nm and zeta potential was found to increase (absolute value) with temperature. The microgels were used to encapsulate a model molecule, rhodamine 6G (R6G), in different medium and were loaded in the microgel up to 38% (drug loading, DL%). Using Langmuir isotherms to measure affinity and adsorption of R6G, it was found well correlated to MAA content in microgels, suggesting electrostatic interaction was the main parameter for drug loading. Release kinetics was performed using a model hydrogel of acrylamide embedding the R6G-loaded microgels. The measured release was found to follow an affinity-based mechanism for over 4-24 hours. The release kinetics were then compared to a formulation of liposomes and nanogels of chitosan embedded in hydrogel. All formulations exhibited interesting release profiles making them promising systems for different therapeutic applications. Finally, we changed the acrylamide gels for pHEMA designed to reproduce contact lenses containing drug-loaded microgels. The hydrogel composition, in terms of monomer / cross-linker ratio, was first optimized to fit contact lenses properties of 260-340 µm thick contact lenses. We also made use of semi-interpenetrated polyvinylpirrolidone (PVP) in the pHEMA hydrogel matrix to increase its water content. The highest DL% of negatively charged microgels were obtained using lidocaine and were used for release studies, where the total content of lidocaine was released in approximately 2 hours with and without microgels. In the end, this was a pilot study aiming to evaluate the potential of microgel usability in contact lenses. However, the impact of microgels on release was not fully conclusive. Additional studies should be undertaken to achieve a better comprehension and characterization of the release mechanism such as using more eye relevant physiological models. Such studies would provide further insights on the use of such materials for eye drug delivery and its applicability.

La qualité microbienne de l’air intérieur représente un enjeu sanitaire important, notamment dans le secteur professionnel. Ces travaux de thèse ont permis d’étudier les conditions favorisant le développement des espèces microbiennes collectées sur des médias fibreux utilisés dans des CTA, ainsi que leur réentrainement an aval de la filtration, susceptible de dégrader la qualité de l’air. La première partie de l’étude s’est déroulée en laboratoire à partir de la filtration d’un consortium bactérien – fongique composé de Staphylococcus epidermidis et Penicillium oxalicum. L’influence de trois paramètres a été étudiée sur la croissance microbienne : le taux d’humidité relative (HR) de l’air, la nature du média fibreux, la présence/absence de flux d’air. Les résultats ont révélé notamment que quelles que soient les conditions,S. epidermidis n’arrive pas à croître. En revanche, lorsque l’HR de l’air approche 100%, P. oxalicum se développe sur les filtres et des spores sont relarguées en aval des filtres après une reprise de la filtration. Une seconde partie de l’étude a consisté à travailler avec un aérosol atmosphérique semi urbain. Deux unités de filtration d’air ont fonctionné pendant 5 mois en parallèle. La ventilation d’une des deux unités a été stoppée chaque week-end et redémarrée en début de semaine. Un suivi de la température, de l’humidité de l’air, de la perte de charge des filtres et de la concentration des particules totales dans l’air en amont de la filtration a été assuré tout au long de l’étude. Les concentrations en microorganismes cultivables ont été mesurées chaque semaine en amont et en aval de chaque filtre, notamment au redémarrage de la ventilation. En fonction des variations saisonnières de la concentration des microorganismes, les résultats ont montré en particulier des efficacités de filtration vis-à-vis des particules bactériennes faibles, voire négatives, dans l’unité de filtration fonctionnant en continu. / Microbial indoor air quality is an important issue in particular in the professional sector. This thesis aims to investigate the conditions leading to microbial development on to fibrous filters and to microbial release down stream of filters that could decrease air quality. The first part of the thesis was realized on laboratory and consisted in the filtration of a microbial consortium composed with Staphylococcus epidermidis (bacterium specie) and Penicillium oxalicum (fungi specie). The effects of three parameters on the microbial behavior were studied : the relative humidity (RH) of the air, the filter material, the airflow presence/absence. Whatever conditions, S. epidermidis did not grow up. However, P. oxalicum has demonstrated its ability to develop itself when RH was close to 100% and some P. oxalicumspores were released downstream of filter after growth, when ventilation was restarted. The second part of the thesis consisted in working with a semi-urban outdoor air. Two air handling unit (AHU) have operated during 5 months. The ventilation of one AHU was stopped each week-end and restarted each beginning of week. Temperature and RH of the air, filters pressure drop and total concentration of PM in air before filtration were monitored. Concentration of total cultivable microorganisms upstream and downstream of both filters was also measured each week, in particular at the restart of ventilation for one AHU. According to seasonal variations of microbial concentrations, results have revealed for instance that the filtration efficiency of cultivable bacteria was particularly weak, and sometimes negative, for the AHU operating continuously.