Une étude de faisabilité de poutres en bois lamellé-collé a été menée en Guyane Française en utilisant les essences locales. Le but est de déterminer les paramètres de collage assurant la bonne résistance mécanique des assemblages par lamellation et par aboutage, nécessaires à la fabrication de poutres en bois lamellé-collé en climat tropical. Trois essences de bois abondantes de différentes densités ont été sélectionnées. Les adhésifs de types Mélamine-Urée-Formol et Résorcinol-Phénol-Formol ont été utilisées. Les paramètres de collage considérés sont : le grammage, le temps d’assemblage fermé et la pression.En utilisant les normes Européennes, plusieurs campagnes de tests ont été conduites sur des échantillons normalisés. Concernant le collage par lamellation, des tests élémentaires de délamination et de cisaillement des joints de colle ont été réalisés. Le test de délamination consiste en deux cycles d’immersion dans l’eau sous pression et de séchage, il induit de sévères variations d’humidité du bois susceptibles de créer des ouvertures des joints de colles. Le collage par aboutage est réalisé sur des poutres normalisées aboutées. Les entures sont obtenues grâce à un outillage standard communément utilisé pour les résineux. Les résultats ont mis en évidence l’influence des propriétés du bois et des paramètres de collage sur la résistance du joint et la résistance mécanique du produit. En effet, les paramètres du bois, tels que la densité, la rétractibilité et l’imprégnation, ont une forte influence sur le collage, en particulier sur la pression et le grammage nécessaires à la production d’un produit commercialisable. Il apparait qu’un bois de densité moyenne et poreux nécessite un grammage et une pression élevés comparé à un bois de densité élevée qui nécessite des valeurs moindres. Aussi, l’influence d’autres paramètres de fabrication, tels que le rabotage, l’encollage double face et simple face ainsi que l’épaisseur des lamelles, a été établie. Par contre il semblerait que le matériel communément utilisé pour l’aboutage des résineux n’est pas adapté aux feuillus tropicaux. En final, des paramètres de collage ont été validés pour la fabrication de lamellé-collé endémique en Guyane Française et une étude du coût de production d’une poutre lamellé-collé standard a identifié les conditions économiques d’une fabrication en Guyane Française. / A feasibility study of glued-laminated timber beams was carried out in French Guiana using local wood species. The aim of the study was to evaluate the gluing parameters that could ensure good mechanical properties for the manufactured glued-laminated beams in tropical climates. Three abundant wood species with different specific gravity were selected for the study. Melamine-Urea-Formaldehyde and Resorcinol-Phenol-Formaldehyde resins were used for gluing. The three gluing parameters considered are: adhesive spread rate, closing assembly time and gluing pressure.Using European standards, several laboratory tests were performed on normalized samples. The evaluation of a successful lamella’s gluing was done by using elementary tests of delamination and shearing. A delamination test consists of two cycles of water immersion at high pressure and drying which induces severe hygroscopic variation in wood thus causing joints opening. The finger-joints are made using a standard tool usually used for cutting softwoods. The performed tests revealed the influence of wood properties and the gluing parameters on the joint resistance and the mechanical properties of the product. Results show that wood properties such as specific gravity, shrinkage coefficient, and permeation, have a high degree of influence on the gluing step especially on the gluing pressure and on the adhesive spread rate needed to produce a commercial product. Furthermore, wood with medium specific gravity needs more adhesive and more pressure than the one with high specific gravity. Additionally, the effects of other manufacturing parameters, such as planning, double or simple side glue spreading and lamellae thicknesses, on the glue joint resistance were demonstrated. Finally, the common tools used for softwoods are not adapted to making the finger joints with tropical hardwoods.In conclusion, optimal gluing parameters for manufacturing glued-laminated timber beams in French Guiana were established and an economical study using standard glued-laminated timber beams revealed the economic conditions under which a successful manufacturing of these local beams can be implemented in French Guiana.

Mon projet de thèse a été réalisé en partenariat avec l'entreprise BioMérieux, qui produit des milieux de culture à base de gel d'agar coulés dans des boîtes de Pétri à destination du secteur biomédical. Ces gels, remplis d'eau à 95 %, sont susceptibles d'en relâcher par évaporation ou sous l'effet d'une perturbation externe. Le gel se contracte et peut se détacher des parois de la boite lors de la production ou lors de leur incubation. Ma thèse a consisté à identifier les paramètres clefs qui influent sur la contraction de ces milieux de culture aussi bien au niveau de la composition du gel que des propriétés de surface des parois de la boîte de Pétri. Ce travail expérimental m'a permis d'associer un panel de techniques originales comme la rhéologie à force normale contrôlée, une centrifugeuse, l'interférométrie ou encore la méthode flot optique. J'ai ainsi mis à jour les moteurs du détachement du gel des parois des boîtes et identifier des solutions concrètes pour y remédier / My PhD work was carried out in partnership with the company BioMérieux, a leader int he production of agar-based culture media, cast in Petri disches and used in microbioly. Being mainly composed of water (>95 % wt.), agar gels are naturally prone to solvent-loss by evaporation either at rest or under an external perturbation. As a result, the gel shrinks and detaches from the sidewall fo dish. The goal of my PhD work was to identify the key paramters driving the gel detachment, in relation with both the gel chemical composition, as well as the dish surface properties. This expzrimental word has allowed me to use a wide array of thecniques such as normal force controlled rheology, intererometric observations, or optical flow analysis applied to the gel deformation. I succesfully unravelled the driving forces that lead to the gel detachment from the sidewall of the dish and proposed concrete solutions to be implemented on a commercial scale to prevent il.

Staphylococcus aureus est un des pathogènes majeurs impliqué dans les mammites chez les ruminants. Il engendre des tableaux cliniques très variable, allant des mammites subcliniques aux mammites gangréneuses, mais les mécanismes de cette variabilité restent encore mal connu. La volonté de réduire l'utilisation d'antibiotiques en médecine vétérinaire ainsi que leurs faibles efficacités contre les mammites staphylococciques soulignent la nécessité de développer de nouvelles stratégies alternatives. L'une des particularités des infections intramammaires à S. aureus est leur pouvoir chronique et persistent dont l'une des principales causes est la capacité de S. aureus à adhérer et internaliser dans les tissus de l'Hote. L'un des concepts ayant fait ses preuves chez l'Homme et l'animal se base sur le concept de la lutte biologique en utilisant les propriétés inhibitrices des bactéries dites « probiotique » d'un écosystème pour réduire, prévenir ou traiter les infections. Cette étude vise à mieux caractériser le microbiote mammaire et notamment la composante lactique qui par analogie avec les autres écosystèmes jouent un rôle positif sur la santé de l'Hôte et de déterminer son potentiel à moduler l'adhésion et l'internalisation de S. aureus. L'ensemble de ce travail a été réalisé avec deux souches de S. aureus très différentes au niveau des tableaux cliniques engendrés. La souche RF122, très virulente et la souche Newbould 305, induisant des infections chroniques. Deux messages clairs ressortent des analyses indépendantes du pathogène et du microbiote : d'une part, l'édute comparative in silico et in vitro révèle que l'invasion cellulaire semble être majeur pour la chronicité de la souche Newbould 305 et d'autre part que l'écosystème de la glande mammaire présente une composante lactique ayant des capacités probiotiques intéressantes. Dans notr! e modèle d'interaction tripartite, trois acteurs ont été retenus, S. aureus, Lactobacillus casei et les cellules épithéliales mammaires MAC-T. Dans ce système, L. casei affecte l'adhésion et surtout l'internalisation de S. aureus sans modifier la viabilité et la morphologie des cellules en culture. Les mécanismes identifiés dans l'inhibition semblent dépendant d'un contact direct avec des L. casei viables et permettent de poursuivre la caractérisation des bases moléculaires de ce phénomènes impliquant une modulation des gènes de virulence et cellulaire lors d'interaction avec une flore compétitrice. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans l'application de bactéries lactiques en tant que probiotique mammaire. / Staphylococcus aureus is one of the main pathogen involved in ruminant mastitis. Severity of bovine S. aureus mastitis is highly variable, from subclinical to gangrenous mastitis. Nevertheless S. aureus factors that may explain this variability still poorly documented. The need to reduce antibiotics in veterinary medicine as well as their low efficiencies against staphylococcal mastitis underline the necessity to develop new alternative strategies. One of the particularity of S. aureus infections is his ability to persist within the mammary tissue and induce chronicity of the infection. One of the main causes is the ability of S. aureus to adhere to and internalize into host cells. The concept of biological control, using natural inhibitory properties of lactic acid bacteria as probiotics, are now well etablished in human and animal ecosystem for their ability to reduce, prevent or treat bacterial infections. This study aims to better characterize the mammary microbiota in p! articular the lactic component which by analogy with the other ecosystems play a positive role in the host health and to determine his potential to modulate adhesion and internalization of S. aureus. This work was realized with two S. aureus strains with different severity degree. The virulent strain RF122 and the Newbould 305 one, involved in chronic mastitis. Two main messages came out from the independent analyses of the pathogen and the microbiota: on one hand, the in silico and in vitro comparison of the two strains reveals that the cellular invasion propress seems to be major for the chronicity of the Newbould 305 strain and on the other hand that the bovin mammary ecosystem presents a lactic biodiversity with interesting probiotic capacities. In our model of tripartite interaction, three actors were retained, S. aureus, Lactobacillus casei and the mammary epithelial cells MAC-T. In this system, L. casei affect the adhesion and internalization of S. aureus without mod! ifying the viability and the morphology of cells in culture. Mechanisms identified in the inhibition seem dependent on a direct contact with live L. casei and allow to continue the molecular basis of the virulence and cells genetic expression modulation during interaction with a competitive flora. These results open new perspectives in the application of lactic acid bacteria as mammary probiotic.

Des tests de fissuration ont été réalisés sur des joints collés asymétriques. Ces assemblages asymétriques sont constitués de deux substrats de nature et/ou d’épaisseur différentes liés par un adhésif. Cette géométrie d’éprouvette semble peu utilisée pour effectuer des essais de fissuration. Elles présentent certains inconvénients et de ce fait n’ont fait l’objet d’aucune normalisation. Dans le cadre cette géométrie d’éprouvette d’essai a été néanmoins été retenue et utilisée dans trois configurations différentes pour la caractérisation mécanique des assemblages collés. Des protocoles d’essai et les schéma d’analyse associés ont été définis pour des essais de fissuration à vitesse de déplacement imposé (CRT : Constant Rate Test), à force imposée (CFT : Constant Force Test) ainsi qu’à déplacement imposé (CDT : Constant Displacement Test). Les analyses ont pu être étalonnées au moyen d’un étau matérialisant artificiellement la position d’un fissure. De nombreuses configurations ont été étudiées à l’occasion de ce travail tant du point de vue des adhésifs utilisés (epoxy, cyanoacrylate, acrylic mastic, PSA) que du point de vue des substrats encollés (alliage d’aluminium, composite à matrice organique, polycarbonate). Ces nouveaux tests s’avèrent prometteurs car ils permettent de suivre de façon continu et précision la propagation de fissure au sein de la liaison. En outre, l’analyse des déformations mesurées par extensométrie lors d’essai réalisés à déplacement imposé (CDT) permet un suivi précis de la réponse de la couche adhésive dans la zone contrainte et d’estimer la taille de cette dernière, y compris lorsque la colle est dans un état métastable. Un autre résultat important de ce travail concerne l’analyse de la modification du front de fissure celle-ci voit une diminution de l’adhésion entre les deux substrats. Enfin, un calcul plus précis du taux de restitution d’énergie a été proposé pour prendre en compte le caractère élastique de la couche adhésive, mais permettant aussi de mieux appréhender la redistribution des contraintes dans la colle, et ainsi mieux interpréter les essais mécaniques réalisés. Des analyses par Microscopie à Force Atomique (AFM) ainsi qu’au microscope électronique à balayage (MEB) ont été effectués sur les substrats encollés pour évaluer l’impact des traitements de surface. Des simulations numériques par la method des éléments finis ont été réalisées pour determiner l’état de contrainte dans nos éprouvette d’essai et ainsi expliquer la courbure du front de fissure et les faciès de rupture observés. Les nouvelles configurations expérimentales décrites dans ce manuscript nous paraissent prometteuses car elle offrent une amelioration très significative en terme de fiabilité et précision comparativement aux tests présentés habituellement pour ce type de travaux. / Adhesion was studied in asymmetric bonded joints using fracture mechanics tests. The asymmetric bonded joints consist of two different type and/or thickness materials bonded by an adhesive. Mentions of asymmetric bonded joint tests employed so far are rare in the literature. They are imperfect and therefore are not standardized. Accordingly three new tests were introduced in this work to study bonded joints. The new metrological routines and models were built for the CRT (Constant Rate Test), CFT (Constant Force Test) and the CDT (Constant Displacement Test). The routines were validated with the new Artificial Crack Tip test developed in this thesis. Different bonded systems were examined: the adhesives - epoxy, cyanoacrylate, acrylic mastic, PSA; the bonded adherends - aluminium alloys, CFRP composites and polycarbonate. The results obtained in the new tests are very promising in terms of the accuracy and continuous observation of crack kinetics. In addition it was found that the novel strain gauge technique, introduced in the CDT, test allows precise joint monitoring when the adhesive is in a metastable state and a precise estimation of process zone. Another interesting achievement of this work was describing the phenomenon of double crack curvature in the vicinity of the strong – weak adhesion transition zone. The next achievement was derivation of the strain energy release rate from the elastic foundation model, which gives better understanding of the mechanics and the measurements behind adhesive bonding. Atomic Force Microscope (AFM) and Scanning Electron Microscope (SEM) studies were made of the bonded substrates to estimate the surface treatment effects. The stress state in asymmetric geometry was studied using finite element analysis (FEA), which explained the formation of the curved crack front and the origin of river patterns. The new tests developed in this study appear promising since they offer accurate and reliable results for the materials tested. / W pracy przedstawiono wyniki badan asymetrycznych zlaczy adhezyjnych z wykorzystaniem prób mechaniki pekania. Asymetryczne zlacza klejone powstaja przez polaczenie dwóch dowolnych materialów, o innym wskazniku na zginanie, za pomoca kleju. Zaproponowano trzy nowe metody eksperymentalne dla których zaprojektowano i zbudowano stanowiska badawcze. Poprawnosc modeli fizycznych i matematycznych wykorzystanych do interpretacji badanych zjawisk potwierdzono wykorzystujac opracowana w pracy próbe ze sztucznym frontem pekniecia. Próby przeprowadzono na zlaczach klejonych wykorzystujac kleje: epoksydowe, cjanoakrylowy, typu Mastic i PSA, laczonymi materialami byly: stopy aluminium, kompozyt weglowy oraz poliweglan. Wyniki badan uzyskane przy wykorzystaniu nowych metod wskazuja na ich pewnosc i dokladnosc, dodatkowo umozliwiaja ciagla obserwacje propagujacego pekniecia. Nowa metoda pomiaru parametrów mechaniki pekania oparta na pomiarach tensometrycznych zostala z powodzeniem zastosowana do zlaczy w których klej znajduje sie w stanie metastabilnym. W pracy zaobserwowano i przeanalizowano zjawisko powstawania podwójnego frontu pekniecia na granicy osrodków o róznych silach adhezji, dotad nie opisanego. Po raz pierwszy wyprowadzono równanie szybkosci uwalniania energii sprezystej wykorzystujac model belki na sprezystym podlozu, co umozliwia lepsze zrozumienie zachowania sie zlaczy klejonych. Przeprowadzone badania z uzyciem mikroskopii sil atomowych (AFM) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) umozliwily ocene efektów obróbki powierzchniowej stopów aluminium. W pracy dokonano analizy naprezen w asymetrycznych zlaczach adhezyjnych z wykorzystaniem metody elementów skonczonych (FEM). Analiza FEM pozwolila na wyjasnienie zjawiska powstawania zakrzywionego frontu pekniecia w badanych przelomach. Zaproponowane nowe metody badan zlaczy asymetrycznych zapewniaja dokladnosc i pewnosc pomiaru dla materialów wykorzystanych w badaniach.

Dans les systèmes anaérobies de traitement d'eaux usées, la biomasse microbienne complexe incluant archées et bactéries peut être maintenue au sein du procédé par l'adhésion aux supports solides sous forme de biofilm. Le but de ce travail est d'évaluer l'impact des propriétés des matériaux supports sur l'adhésion et la colonisation du consortium méthanogène. Différents matériaux (le polyéthylène, le polypropylène, le chlorure de polyvinyle, l'acrylonitrile butadiène styrène, le polycarbonate, le verre borosilicaté, l'acier inoxydable 304L et Bioflow 30 ®) sont décrits en termes de topographie par la détermination de rugosité et en termes d'énergie de surface par la mesure d'angle de contact. Le biofilm est évalué quantitativement et les structures communautaires bactériennes et archéennes sont observées grâce à l'analyse moléculaire à différents stades de sa mise en place. L'adhésion d'un consortium méthanogène sur les matériaux après deux heures de contact dans un réacteur annulaire rotatif révèle que les communautés adhérées diffèrent de l'inoculum, y compris en termes de proportion archées/bactéries. Ce résultat a un impact significatif sur le démarrage de digesteurs anaérobie car les tendances observées sont confirmées pendant l'établissement du biofilm actif. La mise en oeuvre de différents matériaux dans des réacteurs à lit fixe a permis de montrer que les populations d'archées des biofilms sont spécifiques au matériau et indépendantes de l'inoculum. / In anaerobic wastewater treatment systems, the complex microbial biomass including Archeae and Bacteria may be retained as a biofilm by attachment to solid supports. The aim of this study is to evaluate the impact of support material properties on adhesion and colonization. Various substrata (polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, acrylonitrile butadiene styrene, polycarbonate, borosilicate glass, stainless steel 304L and Bioflow 30®) are described in terms of topography by determinating of roughness and in terms of surface energy by contact angle measurement. Adhesion is quantified and the bacterial and archaeal community structure are assessed by molecular analysis in various stages of the biofilm development. Adhesion of a methanogenic consortium on these substrata Is measured after two hours of contact in a rotating annular reactor. The result reveals that the adhered communities were different from the parent inocula, including the Archeae/Bacteria ratio. This result has a significant impact on the start-up of anaerobic digesters because the observed tendencies are confirmed during the establishment of the active biofilm. Start-up of anaerobic fixed-bed reactors using different substrata showed that Archeae populations in the biofilms are specific to each of the material and independent of the inoculum.

Cette thèse est essentiellement consacrée à la caractérisation et à l’analyse des propriétés mécaniques de matériaux composites constitués d’un renfort taffetas verre et d’une résine acrylate (Elium®). Avant l’apparition de la résine Elium® sur le marché en 2013, les polymères acrylates n’étaient pas utilisés dans l’industrie des composites fibres longues. Dans le volet expérimental de la thèse, nous nous intéressons principalement à l’influence de l’ensimage (traitement de surface appliqué aux fibres pour favoriser l’adhésion de la matrice) sur le comportement mécanique de nos composites. En complément de différents essais mécaniques macroscopiques « classiques » (traction, flexion etc.), nous avons utilisé des techniques d’analyse locales fines (mesures de champ cinématique, microtomographie X, Microscopie Électronique à Balayage, nanoindentation…) qui nous ont permis de caractériser et d’étudier certains mécanismes locaux de déformation et d’endommagement. L’influence de l’ensimage sur les propriétés en fatigue a été mise en évidence grâce à des mesures d’autoéchauffement pour lesquelles nous avons développé un traitement original des données. A l’issue de nos investigations, nous avons pu quantifier le bénéfice qui résulte de l’utilisation d’un ensimage spécifiquement conçu pour favoriser l’adhésion d’un polymère acrylate sur des fibres de verre. Dans le volet « simulation numérique » de la thèse, nous avons modélisé le comportement mécanique de nos composites taffetas verre/matrice acrylate grâce au solveur spectral CraFT (Composite response and Fourier Transforms). Le détail des champs de contrainte et de déformation a été obtenu à l’échelle de la mésostructure et révèle une structuration périodique induite par la présence du renfort tissé. Une analyse quantitative a permis de vérifier que les champs de déformation qui ont été obtenus grâce au solveur CraFT sont en très bon accord avec des mesures réalisées par corrélation d’images. A partir du champ de contrainte, nous avons mis en évidence les régions de la mésostructure qui subissent les plus fortes sollicitations mécaniques. En visualisant par microtomographie X la structure interne d’éprouvettes précédemment déformées, nous avons pu établir le lien entre la localisation de l’endommagement au sein de la mésostructure et les régions de concentration de contrainte que la simulation numérique avait mises en évidence / This thesis is devoted to the characterization and the analysis of the mechanical properties of composite materials made of a plain weave glass fiber reinforcement and an acrylic resin (Elium®). Before the commercialization of the Elium resin in 2013, acrylics polymers were not used in the composite industry. In the experimental part of this thesis, we mainly focused on the sizing effect (surface treatment of the fibers to enhance the bonding between the matrix and the fibers) on the mechanical behavior of our composites. The characterizations were carried out through classical macroscopic mechanical tests (tensile, bending, shearing…) but using metrological tools for local analysis (full-field strain measurements, X ray micro-tomography, Scanning Electron Microscopy, Nano-indentation etc.). We were able to study strain and damage phenomena at local scales. Fatigue properties of the sizing were highlighted by heat build-up experiments. To analyze these measurements, an original data treatment has been developed which makes clear the benefit of an acrylic sizing in order to enhance the bonding between glass fibers and our acrylic matrix. In the theoretical part of this thesis, we studied the mechanical behaviour of our glass fiber plain weave/acrylic resin composite through a numerical simulation based on the CraFT spectral solver (Composite response and Fourier Transforms). Local stress and strain fields were obtained at the mesoscopic scale. The strain field analysis shows a periodic structure induced by the presence of the plain weave reinforcement. By a quantitative study, a good agreement between the numerical strain field obtained by CraFT and the 3D-DIC experimental strain measurements was found. The numerical stress field analysis reveals regions were a high local stress occurs. Comparing with X ray micro-tomography observationsof the internal structure of previously loaded composite sampleswe noticed that the damages occurring inside the mesostructure are totally correlated with the local stress concentration revealed by CraFT numerical simulations

Les microtubules (MTs) sont importants pour des processus cellulaires majeurs comme la polarisation, le trafic membranaire, la division cellulaire ainsi que pour l'architecture intracellulaire. En retour, les organites influencent l'organisation et la dynamique des MTs. Mon projet de thèse vise à élucider les interactions fonctionnelles existantes entre les MTs et la sécrétion en adoptant une approche quantitative et systématique. En synchronisant le trafic de différents cargos grâce au système RUSH (Retention Using Selective Hooks) et à une dépolymérisation complète des MTs, nous avons montré que les MTs ne sont pas strictement nécessaires à la sécrétion des cargos. D'une manière générale nous avons observé que le trafic intracellulaire est ralenti mais toujours possible en présence d'un appareil de Golgi dispersé. Nous avons caractérisé deux populations d'éléments golgiens. Elles sont présentes peu après la dépolymérisation des MTs et sont différentes en terme de composition et de capacité de sécrétion. Nos résultats montrent qu'une maturation fonctionnelle des éléments golgiens est nécessaire pour le trafic post-golgien, basée sur l'acquisition de certains facteurs golgiens non identifiés à ce jour. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'exocytose au niveau de la membrane plasmique. Nous avons observé une sécrétion préférentielle des protéines à proximité des adhésions focales. Différentes techniques de biologie cellulaire nous ont permis de caractériser cet adressage préférentiel vers les sites d'adhésion de la cellule. Nous avons également corrélé les forces exercées par la cellule sur le substrat avec la direction du transport antérograde. / Microtubules (MTs) are important for major cellular processes like cell polarization, intracellular trafficking, cell division, intracellular architecture. Organelles influence back the MTs organization and dynamics. The goal of my project was to study the involvement of MTs in the intracellular trafficking. Thanks to the Retention Using Selective Hooks (RUSH) system to synchronize the trafficking of cargos and with an efficient way to depolymerize MTs, we showed that MTs were not strictly essential to secretion of cargos. More generally, we showed that intracellular trafficking is slowed down but still possible in the presence of a dispersed Golgi apparatus. Moreover, we characterized two populations of Golgi elements in cells without MTs that are different in terms of secretion ability and composition. Our results demonstrated that functional maturation of Golgi elements is needed to ensure post-Golgi trafficking and that MTs driven post-Golgi transport is not strictly required. Besides working on intracellular trafficking without MTs, we conducted a study on the exocytosis at the plasma membrane. By using an antibody coating on coverslips to immobilize secreted cargos, we visualized the first step of arrival at the plasma membrane. We observed a directed and polarized secretion close to focal adhesions that we characterized by different cell biology technics and microscopy (spinning disk, TIRF…). We highlighted a close relationship between forces exerted by the cell on its substrate and the directionality of the anterograde transport by using patterning and Traction Force Microscopy (TFM).

L'adhésion d'hydrogels sur surfaces minces de polymères a été étudiée de manière systématique au moyen d'un test de contact plan-plan réalisé en milieu immergé. A l'échelle moléculaire, l'adhésion macroscopique se traduit à l'interface [gel/surface mince] par la formation d'interactions spécifiques réversibles (liaisons hydrogène, interactions électrostatiques). Nous nous sommes interrogés sur les paramètres clés qui pilotent la formation de ces interactions en solution aqueuse. Nous avons ainsi établi l'importance de la composition de l'hydrogel (concentration initiale en polymère et taux de réticulation), du type d'interactions physiques mises en jeu à l'interface et de la distance d'interpénétration des chaînes de polymères sur la probabilité de créer des interactions au niveau de l'interphase volumique. Par ailleurs, les résultats des suivis cinétiques d'adhésion in situ au cours du gonflement des gels ont permis de quantifier la perte d'adhésion entre leur état de préparation et leur équilibre de gonflement, survenant même dans le cas de dilutions relativement faibles. En cause, la cinétique de formation d'interactions multiples à l'interface [gel/surface mince] plus lente à l'équilibre de gonflement qu'à l'état de préparation. Toutefois en combinant des énergies de liaisons physiques élevées (interactions électrostatiques) à une distance d'interpénétration plus grande et à des effets de dissipation élastique importants (gel mince de polymère comme surface mince), nous avons montré qu'il est possible d'améliorer considérablement l'adhésion du système immergé tout en maintenant l'énergie d'adhésion constante, même à l'équilibre de gonflement. / Adhesion of hydrogels on thin polymer surfaces has been studied systematically via an underwater flat-flat contact test. Macroscopic adhesion at the [gel/thin surface] interface is due to reversible and specific interactions (hydrogen bonds, electrostatic interactions) created at molecular scale. We wondered about the key parameters that control the formation of these interactions in aqueous solution. Thus, we have established the importance of the composition of the hydrogel (initial concentration of polymer and cross-linking ratio), of the nature of the physical interactions involved in the system and of the interpenetrating distance of polymer chains. Furthermore, the results of the kinetics studies of the evolution of adhesion properties during the swelling of the networks were helpful to quantify the loss of adhesion between state preparation and swelling equilibrium of hydrogels, occurring even in the case of relatively low dilution factors. The kinetics slowdown of the formation of multiple interactions at the [gel/thin surface] interface is involved in the decrease of the energy of adhesion measured at swelling equilibrium compared to state preparation.However by mixing physical bonds with higher energy (electrostatic interactions) at greater interpenetrating distance of chains and elastic dissipation effects (thin polymer gel as thin surface), we have significantly improved the underwater adhesion of the system, while retaining the energy of adhesion constant, even at swelling equilibrium.

Candida albicans est un pathogène opportuniste présent à l'état commensal chez 75% de la population. Il s'agit du premier pathogène d'origine fongique (4ème cause d'infections nosocomiales) responsable d'infections superficielles chez les personnes immunocompétentes ou d'infections profondes chez les personnes immunodéprimées. Les protéines à ancre GPI (Glycosyl Phosphatidyl Inositol) de C. albicans, situées à l'interface entre la levure et les cellules de l'hôte, semblent être les plus aptes à moduler la réponse immunitaire. Au cours de cette étude, une banque de surexpression et de sécrétion d'une vingtaine de domaines fonctionnels putatifs issus de protéines à ancre GPI potentiellement exposées à la surface a été construite. Le crible réalisé a permis d'identifier sept polypeptides impliqués dans la modulation de la réponse des cellules macrophages et trois polypeptides ayant des propriétés immunogènes. Dans un deuxième projet, nous avons démontré que la protéine à ancre GPI Rbt1 spécifique des hyphes de C. albicans avait des propriétés d'adhésines aux substrats abiotiques et contribuait à la formation de biofilm et d'agrégats. La caractérisation de cette protéine a permis d'apporter des données nouvelles concernant l'exposition en surface de protéines membranaires suivant la forme morphologique de C. albicans. / C. albicans is an opportunistic pathogen present as commensal in 75% of the population. This is the first fungal pathogen (4th cause of nosocomial infections) responsible for superficial infections in immunocompetent patients or deep infections in immunocompromised patients. C. albicans GPI-anchored proteins (Glycosyl Phosphatidyl Inositol) present at the interface between the yeast and the host cells appear to be the proteins most capable of modulating the immune response. In this study, a library overexpressing and secreting twenty fonctionnal domains from GPI-anchored proteins potentially exposed to the surface was constructed. We identified seven polypeptides involved in the modulation of the macrophage response and three polypeptides with immunogenic properties. In a second project, we demonstrated the properties of the hyphae specific GPI-anchored protein Rbt1 in adhesion, biofilm formation and aggregation. The characterization of this protein gives us new data on surface exposure of membrane proteins depending to C. albicans morphological state.

Les matériaux en contact avec des fluides biologiques peuvent être colonisés par de nombreux microorganismes (bactéries, levures…) et des macromolécules telles que les protéines. Lorsqu’il s’agit de bactéries pathogènes, l’adhésion bactérienne devient un problème, en particulier dans les milieux agroalimentaire et biomédical, car elle se poursuit jusqu’à la formation de biofilms bactériens, des bio-structures plus résistantes à l’action des antibiotiques que les bactéries isolées. Malgré une littérature abondante sur les processus d’adhésion bactérienne, l’interface surface – bactérie est encore mal comprise principalement à cause du manque de caractérisation à l’échelle moléculaire. Dans ce travail, nous utilisons une technique d’optique non linéaire du second ordre, la spectroscopie vibrationnelle de Génération de Fréquence Somme (SFG) à large bande, pour sonder spécifiquement des interfaces ordonnées à l’échelle moléculaire. Le principe consiste à envoyer un faisceau picoseconde visible et un faisceau femtoseconde infrarouge (accordé aux longueurs d’onde des vibrations des molécules de la surface) sur le substrat en contact avec des biomolécules en milieu aqueux. L’optimisation de la déconvolution et la modélisation du spectre SFG expérimental, réalisées dans le cadre de travail, permettent d’obtenir quantitativement la conformation des molécules de la surface du substrat. Nous nous sommes intéressés à la colonisation d’une surface structurée en « brosse » composée de monocouches autoassemblées (SAM) hydrophobes d’OctaDécaneThiol (ODT) par des bactéries Lactococcus lactis. Afin de reproduire les conditions naturelles de la colonisation bactérienne, nous avons aussi étudié le rôle de la présence de protéines, en l’occurrence l’albumine de sérum bovin. L’étude par spectroscopie SFG couplée avec des mesures de microscopie confocale de fluorescence a permis de proposer un mécanisme de l’adhésion bactérienne sur la SAM d’ODT, qui dépend de la présence des protéines. Nous avons démontré que les bactéries seules en suspension avaient un impact sur la conformation du support pouvant conduire à une augmentation ou à une diminution de la colonisation bactérienne selon le caractère hydrophobe / hydrophile de la paroi bactérienne. La présence des protéines avant ou pendant la colonisation bactérienne conduit à de nouveaux changements structuraux de la SAM d’ODT et à une importante diminution de l’adhésion bactérienne et du biofilm résultant (indépendamment du caractère hydrophobe / hydrophile de la paroi bactérienne). Cette étude démontre d’une part la faisabilité et l’intérêt de la spectroscopie vibrationnelle SFG pour l’étude de l’adhésion bactérienne in situ, et d’autre part que l’effet des bactéries et des protéines sur la conformation des surfaces est à prendre en compte lors de l’ingénierie de nouveaux matériaux à effet antiadhésif et/ou bactéricide. / Materials exposed to a fluid can be contaminated by microorganisms and macromolecules such as proteins. In food industry or biomedicine, surface colonization by pathogenic bacteria is harmful because it leads to biofilm formation, a microbial consortium more resistant to antiobiotics than planktonic bacteria. Despite of an abundant literature on bacterial adhesion, bacteria-surface interactions still require more studies, in particular at the molecular level. In this work, Broad Band Sum Frequency Generation (BBSFG) spectroscopy was employed to investigate specifically well-ordered interfaces at the molecular level. BBSFG consists in overlapping in time and in space a picosecond visible beam and a femtosecond infrared beam onto the sample in contact with bacteria in water. The IR beam is tuned to the wavelength range of suitable vibrational transitions of adsorbed molecules. Optimisation of the deconvolution procedure of SFG spectra and modeling were performed to derive quantitatively the molecular conformational changes of the interface in response to bacterial adhesion. We have studied the colonization of a well-defined “brush” surface composed of hydrophobic OctaDecaneThiols (ODT) Self-Assembled Monolayer (SAM) by Lactococcus lactis bacteria. In order to mimic natural conditions of bacterial adhesion, where bacteria and proteins coexist, we have also studied the role of Bovin Serum Albumin (BSA) proteins. SFG data and fluorescence confocal microscopy measurements led us to propose a mechanism of bacterial adhesion onto the ODT SAM which depends on the presence of BSA. We have demonstrated that adhesion of bacteria in distilled water induces measurable effects on the ODT SAM conformation and on the bacterial adhesion strength, depending on the hydrophobic / hydrophilic character of the bacterial cell wall. Different behaviors of the ODT were observed when BSA proteins were present before or during bacterial colonization. In particular, BSA leads to a marked antimicrobial effect (independent of the hydrophobic / hydrophilic character of the bacterial surface). This study demonstrates the potential of BBSFG to study in situ bacterial adhesion. It also shows that the modification of surface properties by bacterial adhesion must be taken into account for the design of materials suitable to control or eradicate biofilm formation.