Dans ce travail, nous expliquons l'application de la méthodologie MADS/MOSAR sur le secteur de extraction minier colombien et nous analysons le lien existant entre la législation colombienne et trois scénarios d'accident (explosion, effondrement post-opération et les maladies pulmonaires). L'ensemble réglementaire d’un pays peut être appréhendé comme des barrières de sécurité et joue un rôle important dans la gestion de la sécurité. La définition, la classification et l'exécution des barrières réglementaires, permet à l’administrateur des risques technologiques d'effectuer une réduction du risque afin d'augmenter l'acceptabilité dans le contexte régional. Il permet d'identifier les flux de dangers pour un groupe d'événements, de définir l'existence ou l’absence de barrières réglementaires et de produire un panorama global positionnant les différents instruments existants et autorisant de futures opportunités de gestion. Les résultats de notre analyse montrent un point de vue qui peut être très utile pour qu'un gouvernement local ou un système national développe et/ou évalue son propre ensemble réglementaire pour la gestion des risques / N this work, we explain the application of the MADS/MOSAR methodology in the Colombian mining sector and analyze the current legislation linked with three scenarios (explosion, post-operation collapsing and pulmonary diseases). The entire normative body of a country can be conceived as safety barriers and it plays an important role in industrial safety management. The definition, classification and performance of the normative barriers, allows the management of technological risks to perform a risk reduction in order to enhance the acceptability in the regional context. It permits to identify the flux of danger for a group of events, to define the existence of normative barriers and to generate a global panorama over the position of the different instruments that already exist allowing future management opportunities. The results of our analysis show a point of view that can be very useful for a local government or a whole national system to develop and/or evaluate his legislative instruments of risk management

La disponibilité des antirétroviraux,ARV pour traiter les patients infectés par le VIH a été l’un des plus grands défis de santé publique ces dernières années. Actuellement, de nouveaux ARV sont en cours de développement ou déjà disponibles, comme les inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse de deuxième génération, les inhibiteurs d'intégrase et les inhibiteurs d’attachement (inhibiteurs d'entrée du virus dans la cellule). Cependant, le succès à long terme de ces traitements se heurte à plusieurs problèmes, dont l’émergence de souches résistantes du VIH aux ARV. Alors que les connaissances portent essentiellement sur le VIH-1 prévalent dans les pays du Nord, le sous-type B, la majorité des infections mondiales à VIH est causée par les sous-types non B, majoritairement présents dans les pays du Sud. L’accès aux ARV étant de plus en plus important dans les pays du Sud, il est donc important d’étudier les bases moléculaires de la résistance des VIH-1 de sous-type non-B. Dans une première partie de cette thèse, nous avons évalué la résistance primaire chez des patients infectés par le VIH dans deux contextes différents de prise en charge, au Sud (Mali) et au Nord (Hôpital de la Pitié-Salpêtrière, France). Les résultats montrent une augmentation de la résistance primaire au cours du temps au Mali, probablement liée à un accès élargi aux ARV. Nous avons également observé une fréquence de mutations de résistance plus élevée chez les virus de sous-type non-B versus sous-type B. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons caractérisé les profils de résistance génotypique chez des patients sous traitement de première ligne depuis au moins trois ans au Mali. Nous rapportons un niveau élevé de résistance aux inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse de première et de seconde génération. Enfin, dans la troisième partie de cette thèse nous nous sommes intéressés à l’étude du polymorphisme au niveau des codons nucléotidiques codant pour les acides aminés impliqués dans la résistance aux nouvelles molécules. Nous avons d’abord comparé la barrière génétique à la résistance entre les sous-types B et CRF02_AG pour la rilpivirine et l’étravirine, inhibiteurs de la transcriptase inverse de deuxième génération. Puis, nous avons comparé la barrière génétique entre le sous-type B et différents sous-types non B (C, D, CRF02_AG et CRF01_AE) pour l’inhibiteur d’attachement, BMS-626529.Les résultats montrent que la barrière génétique des sous-types non B est proche de celle du sous type B pour ces nouvelles molécules. / The availability of antiretroviral therapies, ART to treat HIVinfected patients has been one of the greatest public health concerns in the recent years. Currently, new ART are under development or already available, such as non-nucleoside reverse transcriptase second-generation,integrase inhibitors and attachment inhibitors (inhibitors of viral entry into the cell). However, the long-term success of these treatments faces several challenges, including the emergence of resistances to ART. Also, while most available data being focused on the subtype B of HIV-1 (themost prevalent in northern countries), the majority of HIVcases worldwide are caused by the non-B subtypes, mostly in the South. Access to ARTin this part of the World is significantly and regularly increasing, and therefore highlights again the need to study the molecular basis of resistance of that subtype non-B of HIV-1.In the first part of this thesis, we evaluated the primary resistance withHIV infected patients in two different contexts of health care, South (Mali) and the North (Pitié-Salpêtrière, France). The results show an increase in primary resistance over time in Mali, probably due to an expanded access to ART in the country. We also observed a higher frequency of resistance mutations in virus non-B subtype compared to thesubtype B. In the second part of this work, we characterized the genotypic resistance profiles in patients that received first-line treatment for at least three years in Mali. We found a high level of resistance to non-nucleoside reverse transcriptase first and second generations. Finally, in the third part of this thesis we were interested in studying the nucleotide polymorphism of codons encodingamino acids involved in new drugsresistances. We first compared the genetic barrier to resistance between subtypes B and CRF02_AG for rilpivirine and etravirine, inhibitors of reverse transcriptase second generation. Then, we compared the genetic barrier between subtype B and different non-B subtypes (C, D, CRF01_AE and CRF02_AG) for the attachment inhibitor, BMS-626529. The results show that the genetic barrier of non-B subtypes is similar to those of subtype B for these new molecules.

La barrière hémato-encéphalique (BHE) régule finement l’apport en oxygène et en nutriments du cerveau et le protège d’éventuels pathogènes, notamment en bloquant le passage des molécules de poids moléculaire supérieur à 400 Da. Malheureusement, cette barrière est un obstacle à la délivrance de nombreux médicaments. Les ultrasons focalisés de basse intensité, combinés avec des microbulles, représentent un outil de choix pour perméabiliser la BHE, de façon sûre et réversible, et ainsi permettre de délivrer efficacement des médicaments ou des agents de contraste dans le cerveau. Dans la première partie de ma thèse, j’ai développé de nouvelles stratégies ultrasonores de perméabilisation de la BHE chez le rongeur. J’ai mesuré l’atténuation du faisceau ultrasonore par le crâne et étudié l’influence des paramètres acoustiques sur l’intensité et la durée de la perméabilisation. Ces développements m’ont ensuite permis de délivrer des nanoparticules dans le cerveau de rongeurs et d’observer cette délivrance par imagerie par résonance magnétique (IRM), tomographie par émission de positrons, imagerie de contraste de phase par rayons-X, spectrométrie de masse ou encore histologie. La seconde partie de mon travail a porté sur l’application de cette technologie ultrasonore à la maladie d’Alzheimer (MA). J’ai tout d’abord optimisé un protocole IRM T2* à très haute résolution permettant l’imagerie ex vivo des plaques amyloïdes de souris modèles de la MA. J’ai développé un traitement semi-automatique des images pour détecter et quantifier la charge amyloïde dans le cortex. Enfin, j’ai évalué la perméabilisation répétée de la BHE en tant que thérapie pour la MA et démontré que des perméabilisations répétées de la BHE pouvaient avoir un effet bénéfique sur la mémoire de rongeurs modèles de la maladie. / The blood-brain barrier (BBB) plays a crucial role in maintaining the hemostasis of the brain and protects it from pathogens. The BBB prevents molecules with a molecular weight higher than 400 Da to enter the brain. Crucial, the BBB becomes a limit to deliver drugs to the brain. Low intensity focused ultrasound and microbubbles are a unique tool to open the BBB, in a safe and reversible way, to deliver drugs to the brain. The first part of the PhD was dedicated to developing new strategies for BBB opening. To do so, I measured the attenuation of the ultrasound beam by the skull and studied the dependency of the intensity and of the duration of the BBB opening on the acoustic parameters. Thanks to these developments, I was able to deliver many kinds of nanoparticles to rodent brains and I could observe their delivery with techniques such as magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography, phase-contrast X-ray imaging, mass spectroscopy or histology. The second part of my PhD was focused on applying this technology to Alzheimer’s disease (AD). I optimized a T2* MRI protocol at very high resolution for ex vivo imaging of amyloid plaques in the cortex of mice modeling AD. I developed a semi-automatic image treatment to detect and quantify the amyloid load. Finally, I tested a repeated BBB opening as a therapy for AD and showed that repeated BBB openings could have a beneficial impact on the memory on rodents modeling AD.

Les barrières thermiques (BT) élaborées par projection plasma sous air (APS) sont utilisées par l’industrie aéronautique pour protéger les pièces fixes des parties chaudes des turbines à gaz. Les BT consistent en un système bicouche composé d'une couche de liaison NiCrAlY de 200 µm d'épaisseur et d’un revêtement céramique de ZrO2-8%Y2O3 (YSZ) de 1 mm d'épaisseur, déposés sur le substrat métallique à protéger. Les principaux objectifs de cette thèse sont d’une part de comparer la tenue en oxydation cyclique de deux microstructures de barrières thermiques élaborées par APS et d’autre part de caractériser le comportement mécanique de celles-ci, afin de comprendre et de modéliser les mécanismes d’endommagement de ces dépôts afin d’en améliorer la conception. Tout d’abord, l’élaboration par projection plasma des différentes BT a été réalisée. Pour évaluer les performances de ces BT en termes de durée de vie et identifier les mécanismes d’endommagement, elles ont ensuite été testées en oxydation cyclique sous gradient, pour reproduire les conditions réelles d’utilisation en service. Ensuite une caractérisation exhaustive des propriétés physiques et mécaniques des différents matériaux a été menée. Ainsi, les - substrat seul, sous-couche NiCrAlY, les deux revêtements de YSZ à microstructures différents et les deux systèmes BT complets - ont été testés en flexion 3 points (F3P) et en flexion biaxiale Small Punch Test (SPT). A partir des propriétés obtenues et de ces résultats, des modélisations éléments finis ont été proposées : les modes d’endommagement observés pendant les essais de F3P et SPT ont été reproduits. La compréhension de des phénomènes d'endommagement et la prédiction de la durée de vie des BT sont des enjeux majeurs pour les motoristes qui souhaitent élaborer un modèle pertinent de durée de vie. / Thermal barriers coatings (TBC) developed by air plasma spraying (APS) are used by the aviation industry to protect the fixed parts of hot sections of gas turbines. The TBC system consists of a bilayer system composed of a 200 m thick NiCrAlY bondcoat and a 1 mm thick ZrO2-8% Y2O3 (YSZ) ceramic coating, deposited on the metal substrate to be protected. The main objectives of this PhD thesis are, on the one hand, to compare the cyclic oxidation behavior of two microstructures of TBC developed by APS and, on the other hand, to characterize the mechanical behavior of these TBC, in order to understand, model the damage mechanisms. and improve their design. Firstly, the plasma projection of the different TBCs was carried out. To evaluate their performance in terms of lifetime and identify the mechanisms of damage, they were then tested in cyclic oxidation with gradient to reproduce the actual conditions of use in service. Then, an exhaustive characterization of the physical and mechanical properties of the different materials was conducted. Thus, the - substrate alone, NiCrAlY sublayer, the two YSZ coatings with different microstructures, and the two complete TBC systems - were tested in 3-point bending (F3P) and biaxial flexion Small Punch Test (SPT). From the properties obtained and these results, finite element modelisations were proposed: the modes of damage observed during the F3P and SPT tests were reproduced. The understanding of damage phenomenon and the prediction of life of TBCs are major issues for engine makers who wish to develop a relevant model of service life.

Les phycotoxines lipophiles sont des métabolites secondaires produits par certaines espèces phytoplanctoniques. Elles s'accumulent dans les mollusques filtreurs et peuvent provoquer une intoxication chez l'homme avec une grande variété de symptômes. Ce travail s’est attaché à mieux connaitre leur devenir chez l’homme et leurs effets après ingestion en apportant des données sur leur absorption intestinale et leur métabolisme hépatique puisque ces phénomènes affectent la quantité de toxine circulant dans l’organisme et donc la génération d’effets toxiques. En outre, plusieurs phycotoxines se retrouvent parfois simultanément dans les coquillages alors que les effets de ces mélanges sont encore méconnus. Quatre phycotoxines lipophiles, l'acide okadaïque (AO), la pecténotoxine-2 (PTX-2), la yessotoxine (YTX) et le spirolide (SPX-1), ont été sélectionnées. Le passage intestinal a été évalué à l’aide de cellules intestinales humaines Caco-2 mimant l’épithélium intestinal. Si des différences d’absorption ont été observées pour les 4 phycotoxines, nos résultats ont montré que l’épithélium intestinal était également capable de les renvoyer dans la lumière intestinale, limitant ainsi la quantité circulant dans l’organisme. De même, à l’aide d’extraits de foie, nous avons montré que la structure des 4 phycotoxines était modifiée, principalement par des réactions d'hydroxylation. Concernant les effets mélanges, l'ajout d'une autre toxine (PTX-2, YTX ou SPX-1) à l'AO entraîne des effets moins importants avec de faibles concentrations, et des effets additifs ou plus importants avec des concentrations plus élevées. Ces résultats apportent des données complémentaires pouvant servir à confirmer ou réviser les seuils réglementaires établis pour ces toxines. / Lipophilic phycotoxins are secondary metabolites produced by some phytoplankton species. They accumulate in filter-feeding molluscs and can cause intoxication in humans with a wide variety of symptoms. This work aimed at bringing better knowledge on their fate in humans and their effects after ingestion by providing data on their intestinal absorption and their hepatic metabolism since these phenomena affect the amount of toxin circulating in the body and therefore the generation of toxic effects. In addition, several phycotoxins are sometimes found simultaneously in shellfish while the effects of these mixtures are still unknown. Four lipophilic phycotoxins, okadaic acid (OA), pectenotoxin-2 (PTX-2), yessotoxin (YTX) and spirolide (SPX-1) were selected. The intestinal passage was evaluated using human intestinal Caco-2 cells mimicking the intestinal epithelium. If differences in absorption were observed for the 4 phycotoxins, our results showed that the intestinal epithelium was also able to send them back into the intestinal lumen, thus limiting the amount circulating in the body. Similarly, using liver extracts, we showed that the structure of the 4 phycotoxins was modified, mainly by hydroxylation reactions. For mixtures effects, the addition of another toxin (PTX-2, YTX or SPX-1) to OA results in lower effects at low concentrations, and additive or larger effects at higher concentrations. These results provide additional data that can be used to confirm or revise regulatory thresholds established for these toxins.

Les architectures modernes avec des processeurs multicœurs, ainsi que les langages de programmation modernes, ont des mémoires faiblement consistantes. Leur comportement est formalisé par le modèle mémoire de l'architecture ou du langage de programmation ; il définit précisément quelle valeur peut être lue par chaque lecture dans la mémoire partagée. Ce n'est pas toujours celle écrite par la dernière écriture dans la même variable, à cause d'optimisation dans les processeurs, telle que l'exécution spéculative d'instructions, des effets complexes des caches, et des optimisations dans les compilateurs. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur le modèle mémoire C11 qui est défini par l'édition 2011 du standard C. Nos contributions suivent trois axes. Tout d'abord, nous avons regardé la théorie autour du modèle C11, étudiant de façon formelle quelles optimisations il autorise les compilateurs à faire. Nous montrons que de nombreuses optimisations courantes sont permises, mais, surprenamment, d'autres, importantes, sont interdites. Dans un second temps, nous avons développé une méthode à base de tests aléatoires pour détecter quand des compilateurs largement utilisés tels que GCC et Clang réalisent des optimisations invalides dans le modèle mémoire C11. Nous avons trouvés plusieurs bugs dans GCC, qui furent tous rapidement fixés. Nous avons aussi implémenté une nouvelle passez d'optimisation dans LLVM, qui recherchent des instructions des instructions spéciales qui limitent les optimisations faites par le processeur - appelées instructions barrières - et élimine celles qui ne sont pas utiles. Finalement, nous avons développé un ordonnanceur en mode utilisateur pour des threads légers communicants via des canaux premier entré-premier sorti à un seul producteur et un seul consommateur. Ce modèle de programmation est connu sous le nom de réseau de Kahn, et nous montrons comment l'implémenter efficacement, via les primitives désynchronisation de C11. Ceci démontre qu'en dépit de ses problèmes, C11 peut être utilisé en pratique. / Modern multiprocessors architectures and programming languages exhibit weakly consistent memories. Their behaviour is formalised by the memory model of the architecture or programming language; it precisely defines which write operation can be returned by each shared memory read. This is not always the latest store to the same variable, because of optimisations in the processors such as speculative execution of instructions, the complex effects of caches, and optimisations in the compilers. In this thesis we focus on the C11 memory model that is defined by the 2011 edition of the C standard. Our contributions are threefold. First, we focused on the theory surrounding the C11 model, formally studying which compiler optimisations it enables. We show that many common compiler optimisations are allowed, but, surprisingly, some important ones are forbidden. Secondly, building on our results, we developed a random testing methodology for detecting when mainstream compilers such as GCC or Clang perform an incorrect optimisation with respect to the memory model. We found several bugs in GCC, all promptly fixed. We also implemented a novel optimisation pass in LLVM, that looks for special instructions that restrict processor optimisations - called fence instructions - and eliminates the redundant ones. Finally, we developed a user-level scheduler for lightweight threads communicating through first-in first-out single-producer single-consumer queues. This programming model is known as Kahn process networks, and we show how to efficiently implement it, using C11 synchronisation primitives. This shows that despite its flaws, C11 can be usable in practice.

Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), qui comprennent les deux principales formes, la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH), sont caractérisées par une inflammation chronique et récurrente de la muqueuse intestinale, ayant un impact considérable sur la qualité de vie. À l'heure actuelle, la prise en charge thérapeutique de la MC n'est pas curative et un tiers des patients ne réagissent pas aux traitements biologiques et aux immunosuppresseurs. Par conséquent, de nouvelles stratégies pour traiter cette maladie sont fortement attendues. La dérégulation de l'interaction entre d'une part les facteurs génétiques et le système immunitaire de l'hôte, et d'autre part le microbiote intestinal et les facteurs environnementaux, est impliquée dans le développement des MICI. Cette perturbation entraîne effectivement une augmentation de la perméabilité intestinale et une inflammation persistante. Restaurer le microbiote «dysbiotique» et les fonctions intestinales altérées représentent donc une thérapeutique alternative intéressante. De ce fait, les probiotiques sont une option intéressante et ont été utilisés avec succès chez des patients souffrant de pouchite et de RCH. Cependant, leur effet protecteur est clairement souche-dépendant et plusieurs souches probiotiques bien connues n’ont pu conduire à un résultat clinique probant, en particulier chez les patients souffrant de MC. Le décryptage des mécanismes moléculaires sera donc la clé pour permettre une recommandation efficace des probiotiques dans le traitement ou la prévention des MICI. La sélection de souches basée sur des critères de sélection bien définis et en utilisant des modèles bien maitrisés est indispensable à ce processus. L'objectif principal de cette thèse était de sélectionner des lactobacilles et des bifidobactéries parmi une collection de souches françaises et libanaises, capables de présenter des propriétés protectrices contre les MICI, en se concentrant sur leurs capacités immuno-régulatrices et leurs capacités à renforcer la barrière épithéliale. Des approches in vitro ont été utilisées pour sélectionner des souches ayant une activité anti-inflammatoire et également capables d'améliorer la fonction de la barrière intestinale. Cinq souches ont été identifiées présentant des caractéristiques différentes, mais avec un potentiel thérapeutique élevé. Deux souches se sont révélées hautement protectrices dans deux modèles différents de colite aiguë et de colite de bas grade. Nos résultats ont confirmé en outre l'hypothèse selon laquelle la capacité des souches à atténuer l'inflammation est en partie due à l'amélioration de la barrière intestinale et à la restauration des protéines de jonction serrés.Un nombre croissant d’études génétiques ont prouvé que l’autophagie peut affecter plusieurs aspects de la réponse immunitaire des muqueuses, notamment via l’élimination de bactéries intracellulaires, la sécrétion de peptides antimicrobiens, la production de cytokines pro-inflammatoires et la présentation des antigènes. Par conséquent, l'autophagie peut être considérée comme un mécanisme de régulation clé impliqué dans la physiopathologie de la MC. Nous avons donc évalué la capacité des souches à activer cette voie et montré que les souches sélectionnées étaient en effet capables d’induire une activation de l’autophagie dans des cellules dendritiques murines. Nous avons démontré in vitro que le blocage de l'autophagie pouvait diminuer la capacité des souches à induire la sécrétion d'IL-10, cytokine anti-inflammatoire et, inversement, à exacerber la sécrétion d'IL-1β, cytokine pro-inflammatoire. Nous avons pu confirmer, à l'aide d'un modèle murin de colite, que la capacité protectrice d’une souche impliquait la machinerie autophagique, et nous avons pu mettre en évidence le rôle des cellules dendritiques dans ce processus [...] / Inflammatory bowel disease (IBD), including the two main types, Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC), is characterized by chronic, relapsing inflammation of the gut mucosa with considerable impact on the quality of life. At present, the therapeutic management of CD is not curative and one third of patients fails to respond to current biologicals and immunosuppressive drugs. Therefore new strategies for treating this disease are imperative.The deregulation of the normal interplay between the genetics and immune system of the host on the one hand, and the gut microbiota and environmental factors on the other hand, is known to be associated with the development of IBD, as this disturbance is leading to increased intestinal permeability and persistent inflammation. Restoring the “dysbiotic” microbiota and the impaired intestinal functions represent an attractive therapeutic alternative. Probiotics represent therefore an interesting option and have been used quite successfully in patients suffering from pouchitis and UC. However, their protective effect is clearly strain-dependent and several well-known probiotic strains failed to fulfill the expected clinical outcome, especially when applied in CD. Deciphering the molecular mechanisms will be the key to the recommendation of probiotics for the treatment or prevention of IBD. Selecting strains on well-defined selection criteria and using well-studied models is indispensable to this process.The main objective of this thesis was first to select lactobacilli and bifidobacteria from a collection of French and Lebanese strains that exhibited protective properties against IBD, focusing on their immunoregulatory capacities and their capacities to strengthen the epithelial barrier.In vitro approaches were used to select strains with anti-inflammatory activity and also able to enhance intestinal barrier function. Five strains were identified with different characteristics, but entailing a high potential for the management of IBD. Two strains, e.g. were found to be highly protective in two different models of acute and low grade colitis. Our results furthermore support the hypothesis that the capacity of the strains to alleviate inflammation is in part mediated by the improvement of the intestinal barrier and the restoration of tight junction proteins.A growing number of genetic studies provided strong evidence that autophagy machinery can affect several aspects of the mucosal immune response, including intracellular bacterial killing, antimicrobial peptide secretion, pro-inflammatory cytokine production and antigen presentation. Therefore, autophagy can be considered as a key regulator mechanism most likely involved in the physio-pathogenesis of CD.We therefore evaluated the capacity of the strains to activate this pathway and showed that the selected strains were indeed able to induce autophagy activation in dendritic cells. We demonstrated in vitro that blocking the autophagy machinery can abolish the capacity to induce the secretion of the anti-inflammatory cytokine IL-10 after immune cell stimulation, while exacerbating the secretion of the pro-inflammatory cytokine IL-1β. We could confirm, using a murine model of colitis, that the protective capacity of the selected strains indeed involves autophagy mechanisms, and we could highlight the role of dendritic cells in this process. We therefore propose here that autophagy is a novel mechanism through which probiotics can exhibit their immunoregulatory capacities.

La pollution particulaire de l'air provient de différentes sources dont le trafic routier et est reconnue pour avoir un impact significatif sur la santé. Grâce à un meilleur contrôle des émissions à l'échappement, la contribution des émissions non liées à l’échappement à la pollution de l’air s’accroit. Dans celles-ci- se trouvent les particules d'usure des freins dont la toxicité est mal caractérisée. Dans cette thèse nous avons travaillé sur des particules d’usure de freins recueillies sur différents véhicules avec pour objectif une caractérisation physico-chimique et toxicologique de ces particules et de leur fraction nanométrique. Ces particules présentent une hétérogénéité de forme et de taille avec une fraction nanoparticulaire dont le fer et le cuivre sont les composants principaux. L’étude toxicologique a été réalisée sur un modèle 3D de cellules épithéliales bronchiques humaines (Calu-3) cultivées en Transwell® permettant d’obtenir une barrière épithéliale respiratoire. Les nanoparticules (NPs) jusqu’à 100 µg/cm² n’affectent pas la viabilité cellulaire à 24h et n’induisent pas de réponse-proinflammatoire. La technique de « single Particle ICP-MS » nous a permis de démontrer qu’elles sont capables de traverser la barrière respiratoire en faible quantité, probablement par transcytose. De plus ces NPs induisent l’expression et la production de la mucine MUC5AC par un mécanisme dépendant de la voie du récepteur à l'EGF. Dans un test de blessure réalisé sur un épithélium pré-exposé aux NPs, la vitesse de réparation de la lésion n’est pas modifiée mais la prolifération est plus importante que dans un épithélium non pré-exposé. En conclusion, la fraction nanoparticulaire métallique présente dans les particules d'usure des freins traverse faiblement la barrière épithéliale bronchique, induit la production de mucus et active la prolifération lors de la réparation ce qui pourrait suggérer une implication dans le remodelage des voies respiratoires. / Particulate air pollution results from a variety of sources including road traffic and is known to have a significant impact on health. With improved exhaust emissions control, the contribution of non-exhaust emissions to air pollution is increasing. In these are brake wear particles whose toxicity is poorly characterized. In this thesis we worked on brake wear particles collected on different vehicles with the aim of achieving a physico-chemical and toxicological characterization of these particles and their nanometric fraction. These particles have a heterogeneity of shape and size with a nanoparticulate fraction of which iron and copper are the main components. The toxicological study was performed on a 3D model of human bronchial epithelial cells (Calu-3) grown in Transwell® to obtain a pertinent respiratory epithelial barrier. Nanoparticles (NPs) do not affect cell viability up to 100 μg/cm² at 24 hours and do not induce a proinflammatory response. The technique of "Single Particle ICP-MS" has allowed us to demonstrate that particles are able to cross the respiratory barrier in small quantities, probably by transcytosis. In addition, these NPs induce expression and production of MUC5AC mucin by a mechanism dependent on the EGFR pathway. In a wound healing test carried out on an epithelium pre-exposed to the NPs, kinetic repair of the lesion is not modified but the proliferation is greater than in a non-pre-exposed epithelium. In conclusion, the metal nanoparticulate fraction present in brake wear particles weakly crosses the bronchial epithelial barrier, induces production of mucus and activates the proliferation during the repair which could suggest an implication in the remodeling of the airways.

Le glioblastome (GBM) est le cancer du cerveau le plus fréquent et grave chez l’adulte. Son pronostic sombre est en partie dû à la résistance de ces tumeurs aux chimiothérapies. L’une des principales causes de ces résistances est l’incapacité des chimiothérapies à pénétrer dans le cerveau depuis le sang à cause de la barrière hémato-encéphalique (BHE), une spécificité des vaisseaux sanguins cérébraux. Par l’injection de microbulles et l’envoi d’ultrasons dans le cerveau, il est possible d’ouvrir cette BHE pour permettre à des chimiothérapies d’entrer dans le cerveau. Nous avons montré quela chimiothérapie carboplatine gagnait en efficacité lorsqu’elle était injectée après ce procédé. Les GBM peuvent aussi montrer une résistance aux chimiothérapies par des mécanismes génétiques intrinsèques à la tumeur. Nous avons étudié l’expression et l’impact sur le pronostique des patients atteints de GBM des gènes de la famille des transporteurs ABC, dont le membre ABCA13 s’est avéré important. / Glioblastoma (GBM) is the most frequent and severe brain cancer for adults. Its dark prognosis in partly due to the resistance of these tumors to chemotherapies. One of the main causes of these resistances is the incapacity of chemotherapies to enter the brain from the blood circulation because of the bloodbrain barrier (BBB), a specificity of cerebral blood vessels. By the injection of microbubbles and the delivery of ultrasound into the brain, it is possible to open this BBB to allow chemotherapies to enter the brain. We have showed that the chemotherapeutic agent carboplatin gained efficacy when it was injectedafter this procedure. GBM can also exhibit resistance to chemotherapies by genetic mechanisms intrinsic to the tumor. We studied the expression and the impact on prognosis for GBM patients of the genes of the ABC transporters family, which member ABCA13 appeared important.

De par leur faible coût, leurs propriétés mécaniques ajustables et leur potentielle transparence, les matériaux polymères sont des candidats de choix pour le packaging biomédical. Cependant, il est souvent nécessaire d'améliorer leurs propriétés barrière à O2 et H2O afin de garantir une conservation optimale du produit conditionné. Dans ce contexte, l'approche choisie a été d'associer une phase inorganique à la matrice polymère. Ainsi, après un choix des systèmes polymères les plus adaptés aux conditionnements pharmaceutiques souples d'une part et rigides d'autre part, nous avons étudié deux voies d'optimisation des propriétés barrière : le dépôt de couches minces organosiliciées à la surface du polymère et la voie nanocomposites. Le but est d'établir pour ces deux types de systèmes hétérogènes les relations Structure/Morphologie/Propriétés. Le dépôt de couches minces organosiliciées a été effectué par le procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Nous avons étudié deux types de monocouches, la première de type céramique SiOx et l'autre de type SiCH. La combinaison de ces couches sous forme d'empilements sur le substrat polymère permet, outre l'augmentation conséquente des propriétés barrière, une meilleure conservation des propriétés fonctionnelles sous des sollicitations de type thermique ou mécanique. Les nanocomposites ont été préparés par voie fondu à partir d'un poly(propylène) et de charges oxyde de zinc ou doubles hydroxydes lamellaires. Nous avons étudié les effets d'un agent compatibilisant et de modifications de surface des charges. Les propriétés barrière sont reliées à l'état de dispersion des charges et aux interactions charges/matrice / Due to their good handling properties, potential transparency and low cost, polymers are key components for the biomedical industry. However, high barrier properties towards gases or vapors are required for packaging applications in order to retain the quality of the product. To achieve the improvements in barrier properties of polymers, two different ways based on the combination of an inorganic phase with the polymer material were studied. The aim was to establish Structure/Morphology/Properties relationships. Thin inorganic coatings deposited on polymer substrates are of particular interest for improving barrier properties. In the current work, thin transparent silicon based layers were deposited on flexible polymer films by plasma-enhanced chemical vapor deposition. Monolayers (SiOx type and SiCH type) and piles with an alternation of these different monolayers were studied. The interest of multilayer barrier coatings was highlighted for higher barrier properties and resistance to solicitations such as thermal treatment or mechanical deformation. The second approach consisted in preparing poly(propylene) based nanocomposites with inorganic nanoparticles such as zinc oxide and layered double hydroxides. The transport properties of these materials depend on the quality of the filler dispersion in the polymer, but also on the interface between the fillers and the polymer matrix. Thus, the influence of a compatibilizer and of the nanoparticle surface modification was investigated on the properties of the nanocomposites