Le biodiesel est un mélange d’esters mono-alkyl utilisé comme carburant alternatif au diesel. Il est obtenu par transestérification des huiles végétales ou de graisses animales par un alcool léger.L’objectif de ce travail consiste en la recherche de catalyseurs solides acides ou basiques capables de promouvoir la réaction de transestérification de l’huile de colza par l’éthanol en conditions aussi douces que celles utilisées en catalyse homogène basique. Pour cela, deux séries de solides acides et basiques ont été préparées et caractérisées par différentes techniques (ATG-ATD, DRX, Isotherme N2). Les propriétés acides et basiques de ces solides ont également été étudiées par calorimétrie et spectroscopie Infra Rouge. Des corrélations entre les activités initiales et les propriétés acides ou basiques de ces catalyseurs ont été recherchées. L’influence des principaux paramètres réactionnels a été examinée sur le catalyseur acide et le catalyseur basique, les plus actifs. Puis une étude cinétique comparative a été réalisée. Enfin la valorisation in situ du glycérol, produit secondaire de la réaction, a été considérée.Nous avons pu montrer que le sel de césium de l’acide 12-tungstophosphorique est le catalyseur acide le plus actif, dans la gamme de solides acides étudiés. Ceci s’explique par la présence de sites acides de BrØnsted forts aptes à promouvoir la réaction en conditions douces de température. Par ailleurs, il est capable de réaliser l’éthérification in situ du glycérol par l’éthanol. En catalyse basique, le nouveau catalyseur préparé, la zircone échangée au césium, est le catalyseur le plus actif parmi les bases solides étudiées. Ce catalyseur est stable dans le milieu réactionnel après élimination par lavage à chaud des espèces Cs labiles. La comparaison des deux catalyseurs montre que la catalyse basique est nettement plus rapide que la catalyse acide. L’étude cinétique permet de proposer des différences mécanistiques entre ces deux types de catalyseurs. / Biodiesel is a mixture of mono-alkyl esters used as alternative fuel. It can be obtained by transesterification of vegetable oils or animal fats with light alcohols.The objective of this work is the research of acid and basic solid catalysts able to promote the transesterification reaction of rapeseed oil with ethanol in conditions as mild as those used in homogeneous base catalysis. For this, two series of solid acids and bases were prepared and characterized by various characterization techniques (TGA-DTA, XRD, Isothermal N2). Calorimetry and Infrared Spectroscopy have also been used to characterize acid and basic properties. Correlations between initial activity and the acidic or basic properties of these catalysts have been investigated. The influence of the main reaction parameters was examined on the most active acid and basic solid. A comparative kinetic study then allowed us to propose reaction mechanisms. Finally the in situ valorisation of glycerol, a by product of the reaction, was carried out.We have shown that the cesium salt of 12-tungstophosphoric acid catalyst is the most active among the solid acids studied. This is explained by the presence of strong BrØnsted acid sites that are able to promote the reaction under mild temperature conditions. This catalyst is capable of achieving in situ etherification of glycerol with ethanol. In base catalysis, the newly prepared catalyst, zirconia exchanged with Cesium, is the most active catalyst among the solid bases studied. This catalyst is stable in the reaction medium after removal of the labile Cs species by hot washing. Comparison of the two catalysts shows that the base catalysis is much faster than acid catalysis. A kinetic comparative study allows us to propose mechanistic differences between these two types of catalysts.

L’objectif de ce travail est l’étude et la modélisation d’un capteur de gaz à base d’oxyde métallique semiconducteur de type p (cas de CuO). Pour cela, des couches minces de CuO ont été élaborées dans l‘équipe microcapteurs de IM2NP à partir de deux techniques différentes : la pulvérisation cathodique réactive magnétron radio-fréquence et l’oxydation thermique des couches minces de cuivre déposées par évaporation thermique sous vide. Différentes techniques de caractérisation ont été mises en oeuvre pour évaluer les propriétés des couches minces obtenues en vue de les optimiser pour l’application capteur. La microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie électronique à balayage (MEB) ont révélé une nanostructure homogène dont la morphologie présente la porosité désirée. Les analyses par diffraction de rayons X (DRX) ont montré que ces couches minces présentent une monophase de CuO avec une orientation préférentielle (111), les études optiques par ellipsométrie dans le domaine visible ont permis d’estimer les pourcentages de porosité dans chaque couche. Ces couches possèdent la cristallinité et la pureté requises pour l'utilisation en capteurs de gaz. Les performances de ces couches minces de CuO ont été évaluées pour la détection de l’ozone et de l’éthanol. Sur la base de ces résultats, un modèle dynamique a été développé simulant la réaction entre les espèces oxygénées ionisées adsorbées à la surface d'un semiconducteur de type p avec un gaz, qui permet d’évaluer l’influence des paramètres de fonctionnement (Température de fonctionnement, pression d’oxygène et concentration de gaz). / The objective of this work is to study and model a gas sensor based on a p-type metal oxide semiconductor (case of CuO). For this, thin layers of CuO have been developed in the microsensor team at the IM2NP laboratory from two different techniques: radio frequency reactive magnetron sputtering and thermal oxidation of thin copper films deposited by thermal evaporation under vacuum. Different characterization techniques have been implemented to evaluate the properties of the thin films obtained in order to optimize them for sensor applications. Atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) revealed a homogeneous nanostructured morphology which has the desired porosity. Diffraction analysis (XRD) showed that these thin films have a single phase of CuO with a preferred orientation (111). Optical studies by ellipsometry in the visible spectral region were used to estimate the percentage of porosity in each layer. These layers have the crystallinity and purity required for use in gas sensors. The performances of these thin layers of CuO were evaluated for the detection of ozone and ethanol. Based on these results, a dynamic model was developed to simulate the reaction between the ionized oxygen species adsorbed on the surface of a p-type semiconductor with a gas, which is used to evaluate the influence of operating parameters (working temperature, oxygen concentration and gas pressure).

L'objectif de cette thèse est l'étude du métabolisme de Corynebacterium glutamicum, et de ses potentialités, au cours de procédés aéro-anaérobies. Après une première phase avec apport d'oxygène pour permettre la croissance bactérienne, une phase anaérobie est induite par arrêt de l'aération et réduction de la vitesse d'agitation. Dans ces conditions, le lactate est le principal métabolite produit. La synthèse de ce dernier a été améliorée en jouant, essentiellement, sur le moment de la transition entre les 2 phases. C. glutamicum 2262 peut ainsi produire 27 g/l de lactate en mode discontinu et 55 g/l en mode semi-continu, suite à un arrêt de l'aération lorsque la concentration en biomasse est d'environ 2,6 g/l. Afin d'exploiter la voie de synthèse d'acide lactique chez C. glutamicum pour la production d'éthanol, les gènes PDC et ADH de Zymomonas mobilis ont été exprimés sous le contrôle du promoteur ldhA endogène de C. glutamicum 2262 et d'une souche de C. glutamicum 2262 sans ldhA. Bien que les productivités en éthanol de ces souches aient été relativement faibles, la suppression de ldhA a entraîné des augmentations de la concentration en éthanol d'environ 15 fois. Une stratégie similaire a été utilisée pour la production d'itaconate. Comme dans le cas de l'éthanol, la concentration en itaconate obtenue est demeurée très faible malgré des essais d'amélioration du procédé de mise en oeuvre de la souche productrice d'itaconate / The objective of this work is the study of Corynebacterium glutamicum metabolism, and of its potentialities, during an aero-anaerobic process. After a first phase during which the oxygen was supplied to favor the bacterial growth, the anaerobic phase was induced by the stopping of the oxygen supply and the decreasing of the agitation speed. In these culture conditions, lactate was the main metabolite produced. The production of this organic acid has been increased by modifying the transition time between the aerobic and the anaerobic phases. C. glutamicum 2262 was able to produce up to 27 g/l lactate during a batch process and up to 55 g/l during a fed batch process. To exploit the lactic acid synthesis pathway of C. glutamicum for ethanol production, the PDC and ADH genes from Zymomonas mobilis were expressed under the control of the endogenous promoter of ldhA, in the wild-type strain and in a ldhA-disrupted strain of C. glutamicum 2262. Although the ethanol productivities of these engineered strains were relatively low, the depletion of ldhA resulted in the increases of ethanol final concentration up to 15 times. A similar strategy was applied for the production of itaconate. As previously for the ethanol production, the final concentration of itaconate remained very low despite of some modifications of the process

Le phénomène d’effervescence d’un champagne est la manifestation visuelle évidente du processus de désorption du gaz carbonique dissous. Outre la formation de bulles pendant cette phase transitoire de dégazage, le CO2 en solution va également s’échapper directement par diffusion à travers la surface libre (l’interface air/champagne). Il s’agit d’un processus de désorption invisible du CO2 dissous et, par la même, beaucoup plus difficilement quantifiable. Depuis une quinzaine d’années maintenant, nous avons systématiquement mené des recherches afin d’apporter des éléments scientifiques et objectifs qui contribuent à une meilleure connaissance de chacune des étapes de la vie d’une bulle dans un verre de champagne : nucléation, ascension, éclatement. Notons également que ces bulles de gaz contiennent très probablement des molécules aromatiques volatiles qui, elles aussi, s’échappent progressivement du champagne au cours d’une dégustation. A ce jour, les interactions du CO2 avec les composés organiques volatils (aromatiques), tel que l’éthanol, et l'effet éventuel d'un excès ou d'un déficit de CO2 lors d'une dégustation n'ont fait l'objet d'aucun travail analytique. Une première étape dans la compréhension du rôle du CO2 passe nécessairement par son dosage fin dans l'espace de tête au dessus d’un verre de champagne. La détection et la mesure du CO2 gazeux se baseront sur des mesures par spectrométrie laser bien maîtrisées au GSMA pour la mesure du CO2 atmosphérique. Grâce aux avancées technologiques des lasers, un travail préliminaire (thèse de Maxime Mulier, 2009) avait permis de mettre en place un spectromètre laser infrarouge susceptible de détecter la diffusion du CO2 gazeux au buvant d’une flûte de champagne. Le projet ECOCHAMP permettra l’amélioration du spectromètre initialement développé au GSMA, pour être au plus proche des conditions réelles de dégustation et ainsi déterminer la concentration en CO2 gazeux avec précision et de manière non invasive et non destructrice. La détermination de la concentration en éthanol, un composé organique volatil majeur du vin, sera également réalisée au-dessus du verre grâce aux améliorations du spectromètre laser infrarouge. Nous étudierons de nombreux paramètres pouvant influencer la perception du CO2 et de l’éthanol au cours d’une dégustation: influence du mode de versement, de l’angle du verre, des conditions d’effervescence, de la forme du verre, du volume de vin servi, de la température du vin, etc…En parallèle, le suivi de la libération progressive du CO2 dissous hors d’un vin de champagne se fera par micro-pesées (GSMA) et par visualisation à l’aide de la thermographie infrarouge (GRESPI). Les résultats obtenus devraient permettre une avancée importante dans la compréhension des phénomènes de désorption du CO2 et d’éthanol hors d’un vin de Champagne. Ces données seront obtenues dans des conditions très proches des conditions réelles de dégustation et elles seront comparées à des évaluations sensorielles réalisées par un panel de dégustation (expérimenté et non expérimenté). En faisant varier les paramètres liés aux conditions de service, nous pourrons ainsi être en mesure de cartographier l’espace gazeux situé au dessus d’un verre de champagne, en suivant les concentrations de deux molécules jouant un rôle prépondérant lors d’une dégustation : le CO2 et l’éthanol. / The effervescence Champagne phenomenon is the obvious visual manifestation of dissolved carbon dioxide gas desorption process. Besides the formation of bubbles during this transitional phase degassing, CO2 in solution will also escape by diffusion through the free surface (air / champagne interface). It is an invisible desorption process of dissolved CO2, much more difficult to quantify. For fifteen years now, we have lead researches to provide scientific and objective elements which contribute to a better knowledge of each bubble life stage in a glass of champagne: nucleation, ascension, bursting. These gas bubbles may contain volatile aromatic molecules which will gradually escape champagne during a tasting. The CO2 interactions with volatile organic (aromatic) compounds, such as ethanol, and the possible effect of excess or deficit of CO2 during a tasting have been the subject to any analytical work. A first step in understanding the role of CO2 necessarily requires its precise dosage in the headspace above a glass of champagne. The detection and measurement of gaseous CO2 will be based on measurements by laser spectrometry well mastered at the GSMA for the measurement of atmospheric CO2. Thanks to laser technological advance, a preliminary work (Maxime Mulier’s thesis, 2009) allowed to establish an infrared laser spectrometer capable to detect the CO2 gas diffusion at the top of glass of champagne. The ECOCHAMP project will allow the improvement of the spectrometer intially developed at the GSMA, to be closer to the actual conditions of tasting and determine the CO2 gas concentration accurately, noninvasively and nondestructively. The determination of the ethanol concentration, a major volatile organic compound in wine, will also be carried out above the glass thanks to the infrared laser spectrometer improvements. We will study many parameters which can influence the CO2 and ethanol perception during a tasting: the influence of the pouring method, the angle of the glass, the glass shape, the volume of served wine, the wine temperature, the sparkling conditions, etc ... In parallel, the dissolved CO2 gradual release out of a champagne will be monitor by micro-weighed (GSMA) and by visualization using thermography infrared (GRESPI). The results should allow a major advance in understanding desorption phenomena of CO2 and ethanol out of a champagne. These data will be obtained in conditions very close to the actual tasting conditions and will be compared to sensory evaluations performed by a taste panel (experienced and inexperienced). By varying the parameters relative to service conditions, we could well be able to map the gas space above a glass of champagne, according to the concentrations of two molecules which play a leading role during a tasting: CO2 and ethanol.

De nombreux travaux ont démontré que l'utilisation des SHA réduit le taux d'infections nosocomiales. Cependant, la qualité de friction avec SHA a été rarement évaluée. Un des objectifs de ce travail est d'évaluer la qualité de friction et la tolérance cutanée aux SHA sur le long terme. Lors d'une utilisation intensive en milieu hospitalier, les conséquences du passage systémique de l'éthanol par pénétration cutanée ou par inhalation restent encore un sujet de débat. Le second objectif est d'évaluer l'exposition aux SHA, dans des conditions expérimentales, et dans les conditions réelles de travail en milieu hospitalier. Ce travail a démontré une baisse de la qualité de friction à trois ans de la formation. L'utilisation des SHA augmente l'hydratation de la peau. Les SHA sont tolérées par les soignants. Les mesures réalisées en laboratoire, ont montré que l'exposition a l'éthanol des SHA est de brève durée mais à des concentrations importantes. La quantification d'éthanol dans l'air ambiant d'une chambre de patient, durant 8 heures d'utilisation intensive de SHA, a montré que le patient et le soignant sont exposés à la même quantité de vapeurs d'éthanol, cependant cette quantité est inférieure à la valeur limite d'exposition professionnelle française. L'étude réalisée au CHU, a montré que l'exposition des soignants aux SHA à court terme, ne conduit pas à une absorption décelable de l'éthanol et de ses métabolites. La concentration d'éthanol dans l'air inhalé, reste inférieure aux valeurs limites réglementaires françaises. L'ensemble de ce projet se déroule sur 10 ans, il permettra de vérifier les possibles effets secondaires liés à l'utilisation des SHA sur le long terme / Previous studies have shown that the use of Acohol-Based Hand Rubs (ABHRs) has been associated with reduced rates of nosocomial infections. However, the quality of hand rubbing with ABHRs has rarely been evaluated. The first aim of this work is to evaluate the quality of hand rubbing and skin tolerance to ABHRs in the long term. The consequences of systemic passage of alcohol by inhalation or dermal absorption during intensive use of these products in hospitals remain a subject of debate. The second aim of our work is to assess the exposure of Healthcare Workers (HCWs) to ABHRs, under experimental conditions in the laboratory and under a real situation of work shift in hospital. Our study demonstrated a decrease in the quality of hand rubbing. The use of these products increases skin hydration. ABHRs are well tolerated by HCWs and do not dry the skin.The measurements made in the laboratory showed that exposure to ethanol during ABHRs handling is of short duration but at high concentrations. The quantification of ethanol in ambient air of a patient room for eight hours of ABHRS intensive use showed that the patient and HCW are exposed to the same amount of ethanol vapours. However this amount remains far inferior to the French guidelines for professional exposure limits to ethanol over 8 hours. The hospital study showed that exposure of HCWs to ABHR at short term does not lead to detectable absorption of ethanol and its metabolites. Quantification of ethanol vapour in the inhaled air remains well below the levels known to be toxic in humans. The whole project takes place over 10 years; it will verify the potential side effects associated with the ABHRs use for a long-term

Le biodiesel est un mélange d'esters mono-alkyl utilisé comme carburant alternatif au diesel. Il est obtenu par transestérification des huiles végétales ou de graisses animales par un alcool léger.L'objectif de ce travail consiste en la recherche de catalyseurs solides acides ou basiques capables de promouvoir la réaction de transestérification de l'huile de colza par l'éthanol en conditions aussi douces que celles utilisées en catalyse homogène basique. Pour cela, deux séries de solides acides et basiques ont été préparées et caractérisées par différentes techniques (ATG-ATD, DRX, Isotherme N2). Les propriétés acides et basiques de ces solides ont également été étudiées par calorimétrie et spectroscopie Infra Rouge. Des corrélations entre les activités initiales et les propriétés acides ou basiques de ces catalyseurs ont été recherchées. L'influence des principaux paramètres réactionnels a été examinée sur le catalyseur acide et le catalyseur basique, les plus actifs. Puis une étude cinétique comparative a été réalisée. Enfin la valorisation in situ du glycérol, produit secondaire de la réaction, a été considérée.Nous avons pu montrer que le sel de césium de l'acide 12-tungstophosphorique est le catalyseur acide le plus actif, dans la gamme de solides acides étudiés. Ceci s'explique par la présence de sites acides de BrØnsted forts aptes à promouvoir la réaction en conditions douces de température. Par ailleurs, il est capable de réaliser l'éthérification in situ du glycérol par l'éthanol. En catalyse basique, le nouveau catalyseur préparé, la zircone échangée au césium, est le catalyseur le plus actif parmi les bases solides étudiées. Ce catalyseur est stable dans le milieu réactionnel après élimination par lavage à chaud des espèces Cs labiles. La comparaison des deux catalyseurs montre que la catalyse basique est nettement plus rapide que la catalyse acide. L'étude cinétique permet de proposer des différences mécanistiques entre ces deux types de catalyseurs.

La réduction de la consommation des carburants fossiles est l’un des enjeux majeurs du XXIème siècle. Le bioéthanol représente une alternative durable à l’essence, mais sa production est limitée puisqu’il est produit à partir de ressources alimentaires. L’éthanol de seconde génération offre une alternative pour relancer son développement. Encore au stade expérimental, il serait produit à partir de biomasse lignocellulosique (bois, paille, plantes annuelles..) et donc ne concurrencerait pas l’alimentation humaine. Cette thèse s’inscrit dans le cadre de production d’éthanol de 2nde génération dans une usine de pâte kraft. Dans ces usines, les hémicelluloses, qui représentent 20 à 30% du bois, ne sont pas valorisées. Cette étude porte sur l’extraction de ces hémicelluloses en amont du procédé et de leur fermentation en éthanol. Elle consiste à la mise au point et l’optimisation d’un procédé global allant du copeau de bois à l’éthanol. / Decreasing the consumption of crude oil derivatives has become one of the main world issues of the 21st century. The only green substitute for gasoline potentially available in large quantities today is bioethanol, but its production has to be limited as it is produced from crops. It is therefore important to develop the production of second generation ethanol, which consists in using lignocellulosic biomass as raw material to avoid to compete with food resources. Second generation ethanol is still at experimental scale nowadays. This thesis deals with the specific case of the production of ethanol from hemicelluloses in a kraft pulp mill. In pulp mills, hemicelluloses, which make up 20 to 30% of the wood, are not value added. It is proposed to extract them from wood prior to the kraft treatment and to ferment them into ethanol. The study talks more specifically of the optimisation of the global process from the woodchip to the ethanol.

Les trois familles catalytiques à base de perovskites contenant du Ni: massives [[LnFe1-x-yNiyMxO3-δ] (Ln=La, Pr; B=Co, Mn, Ru), sur support [mLnNi0.9Ru0.1О3/nMg-γ-Al2O3] (Ln = La, Pr) et structuré [mLaNi0.9Ru0.1О3/nMg-γ-Al2O3/mousses structurées] ont été synthétisés, caractérisés et testés dans les réactions de vaporeformage de l'éthanol et de glycérol. Les effets de la composition chimique et de la méthode de synthèse sur les propriétés structurelles et texturales, ainsi que sur la réductibilité des échantillons initiaux ont été évalués. L'utilisation préférentielle de Pr, Ni et Ru dans la composition de catalyseur a été démontrée pour toutes les familles. Le rôle essentiel de la modification du support γ-Al2O3 avec ≥ 10%mass de Mg introduit par imprégnation humide pour le catalyseur supporté a également été prouvé. Des catalyseurs de la composition optimale fournissant une activité élevée dans le vaporeformage de l'éthanol et du glycérol à T = 650 °C ont été trouvés: le meilleur catalyseur massif à base du précurseur PrFe0.6Ni0.3Ru0.1O3 fournit une activité élevée pendant au moins 7 h, grâce à la facilité de leur réduction et les propriétés d'oxydoréduction de l'oxyde de praséodyme formé. Les catalyseurs sur support 10-20% PrNi0.9Ru0.1O3/10-15%Mg-γ-Al2O3 fournissent le meilleur rendement en hydrogène (~ 90%) et la stabilité pendant ~ 20 heures. Le catalyseur structuré optimisé à base de la plaquette Ni-Al métallique fournit le rendement stable en hydrogène 80-87% dans l’oxy-vaporeformage d'éthanol dans les mélanges concentrés (concentration d'éthanol de 30%) dans un réacteur pilote pendant 40 heures. Les résultats obtenus rendent ces systèmes catalytiques structurés très prometteurs à utiliser dans les générateurs électrochimiques à base de piles à combustible avec l'utilisation de ressources renouvelables peu coûteuses comme bio-huile. / The three catalytic families based on Ni-containing perovskites: massive [LnFe1-x-yNiyMxO3-δ] (Ln=La, Pr; B=Co, Mn, Ru), supported [mLnNi0.9Ru0.1О3/nMg-γ-Al2O3] (Ln = La, Pr) and structured [mLaNi0.9Ru0.1О3/nMg-γ-Al2O3/structured foams] were synthesized, characterized and tested in the reactions of the ethanol and glycerol steam reforming. The effects of the chemical composition and synthesis method on the structural and textural properties, as well as on reducibility of initial samples were evaluated. The preferred use of Pr, Ni and Ru in the catalyst composition was shown for all families. The essential role of the effective γ-Al2O3 support modification with the ≥10 % wt. of Mg introduced by wetness impregnation for the supported catalyst was also proved. Catalysts of the optimal composition providing a high activity in steam reforming of both ethanol and glycerol at T= 650 °С were found: the best massive catalyst based on the PrFe0.6Ni0.3Ru0.1O3 precursor provides high activity for at least 7 hours, which is explained by the ease of their reduction and the oxidation-reduction properties of the praseodymium oxide formed. Supported 10-20% PrNi0.9Ru0.1O3/10-15%Mg-γ-Al2O3 provide the greatest yield of hydrogen (~ 90%) and stability for ~ 20 hours. Structured catalyst based on the metal Ni-Al platelet provides the yield of hydrogen 80-87% in oxy-steam and steam reforming of ethanol in the concentrated mixtures (ethanol concentration of 30%) in a pilot reactor for 40 hours. The results obtained make these structured catalytic systems very promising to use in electrochemical generators based on fuel cells with the use of inexpensive renewable resource – bio-oil.

Les objectifs de cette thèse sont de déterminer les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu lors de la co-exposition de cellules hépatiques à l'éthanol, un toxique alimentaire, et au benzo[a]pyrène (B[a]P), un important contaminant de l’environnement émis lors de combustions incomplètes. L’exposition d’hépatocytes primaires de rat pendant 8h favorise leur collaboration via l’induction d’une déplétion membranaire en cholestérol par le B[a]P, ce qui facilite l’action de l’éthanol à déstabiliser les lysosomes via la phospholipase C-1 pour entraîner la mort par apoptose. Lors d’une exposition répétée sur 96h dans les cellules WIF-B9, celles-ci provoquent une mort précoce par nécrose suivie d’une apoptose tardive via leurs métabolismes. Leur toxicité impliquerait un remodelage membranaire et un stress oxydant avec la production d’espèces réactives de l’oxygène et la variation de l’homéostasie du fer. / The aim of this work is to determine cellular and molecular mechanisms implicated in the co-exposure to ethanol, a dietary toxic substance, and benzo[a]pyrene (B[a]P), a major environmental contaminant, found during incomplete combustions. Primary rat hepatocytes exposed during 8h showed a cooperation effect between the two molecules through the depletion of membrane cholesterol by B[a]P, which promote ethanol action to destabilize lysosomes through phospholipase C-1 and facilitate apoptosis cell death. After repeated exposure during 96h of WIF-B9 cells, these two molecules provoke an early cell death by necrosis and a late apoptosis through their metabolisms. Their toxic effects implicate membrane remodeling and oxidative stress with reactive oxygen species production and modifications in iron pool.

L’obésité et les maladies métaboliques associées, telles que les stéatopathies hépatiques (ou NAFLD, pour non-alcoholic fatty liver disease), sont en constante augmentation dans la population mondiale. La stéatose hépatique, correspondant au premier stade de la NAFLD et caractérisée par une simple accumulation de lipides dans le foie est considérée comme bénigne. Cependant, cette pathologie est susceptible d'évoluer en stéatohépatite (ou NASH, pour non-alcoholic steatohepatitis), bien plus grave puisqu’elle est additionnée d’une nécrose et d’une inflammation. L’origine de cette évolution est multifactorielle : l’alcool ou les médicaments peuvent en être à l’origine, mais de plus en plus d’études font part du rôle probable que pourraient avoir les contaminants de l’environnement. Ainsi dans cette étude, nous nous sommes intéressés à l’impact de la co-exposition à l’éthanol et au benzo[a]pyrène (B[a]P), un xénobiotique de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques, sur la progression de la NAFLD vers la NASH. Pour cela, nous avons utilisé la lignée cellulaire hépatique humaine HepaRG. Nous avons établi, sur cette lignée, un modèle de NAFLD en incubant les cellules avec un mélange d’acides gras pendant 14 jours, nous permettant de réaliser des investigations chroniques sur les effets du B[a]P et de l’éthanol. Au terme de ces traitements, nous avons constaté que l’alcool potentialisait la cytotoxicité du B[a]P uniquement sur les cellules HepaRG stéatosées. Cette cytotoxicité était également accompagnée d’une production de cytokines pro-inflammatoires, témoignant d’un état pouvant être apparenté à une NASH. Nous avons également mis en évidence une modification du profil de métabolisation du B[a]P, accompagnée d’une sur production de ROS, un dysfonctionnement global de la chaîne respiratoire mitochondriale et une induction de la voie apoptotique. Enfin, ces observations étaient absentes ou minorées lorsque l’exposition était individuelle et lorsque les cellules n’étaient pas stéatosées. Ainsi, ces résultats suggèrent l’importance de la prise en compte d’une exposition multifactorielle à des xénobiotiques dans la progression de la NAFLD, mais également du fait que la présence de NAFLD pourrait à elle seule aggraver la toxicité de xénobiotiques. / Obesity and associated metabolic diseases such as non-alcoholic fatty liver diseases (NAFLD) are steadily increasing in the global population. Fatty liver (also called steatosis) which is the first stage of NAFLD described by a retention of lipids in the liver is considered to be benign. However, this pathology is likely to evolve into non-alcoholic steatohepatitis (NASH), much more severe since it is supplemented with necrosis and inflammation. This evolution is multifactorial in origin: alcohol or drugs may be involved, but more and more studies have mentioned the likely role of environmental contaminants. Thus, in this study we were interested in the impact of an alcohol/benzo[a]pyrene (B[a]P, a xenobiotic of the family of polycyclic aromatic hydrocarbons) co-exposure on the progression of NAFLD towards NASH. To this end, we used the human hepatic cell line called HepaRG. In this cell line, we established an in vitro model of NAFLD by incubating the cells with a mixture of fatty acids for 14 days, whereby we would carry out some chronic investigations about the effects of B[a]P and ethanol. At the end of these treatments, we found that alcohol potentiated B[a]P cytotoxicity on steatotic HepaRG cells. This cytotoxicity was also combined with pro-inflammatory cytokine production, suggesting the presence of a NASH condition. We also demonstrated a change in the metabolic profile of B[a]P, in addition to a ROS production, a global dysfunction of the mitochondrial respiratory chain and an induction of apoptosis. Finally, these observations were absent or decreased when the exposure was individual and when the cells were not steatotic. Thus, these results suggest the importance to consider multifactorial exposure to xenobiotics in the progression of NAFLD as well as the fact that the presence of NAFLD alone could exacerbate xenobiotic toxicity.