La réduction de l’impact des activités humaines sur l’environnement est au sujet de nombreux programmes de recherche. Ainsi, dans le domaine du transport aérien a été créé le projet Clean-Sky, regroupant les thèmes de recherche associés. La thèse, partie de ce dernier, a pour objectif de réduire l’impact environnemental de la production de composants en alliages avancés à base de Titane. La production actuelle ayant une empreinte écologique non négligeable, un procédé de fabrication alternatif est étudié, il s’agit du moulage par injection de poudres métalliques. La première partie de cette consiste donc en la recherche d’une formulation de mélange optimale parmi les solutions classiques et innovantes. Elles sont triées en fonction de leurs aptitudes, déterminées par caractérisations physico-chimiques, à assurer le bon déroulement de chaque étape du procédé. Un nombre réduit de solution étant ainsi dégagé, il s’agit de passer aux étapes d’injection, de déliantage et de frittage. Plusieurs géométries de pièces sont testées dans chacun de ces cas, afin de valider l’adaptation aux différentes contraintes imposées. Lors de ces trois phases, des analyses physico-chimiques complètes permettent de mettre en avant la ou les formulations les plus aptes à permettre la production de ces composants. Une fois la solution fixée, chaque étape du procédé est optimisées, afin de faciliter le transfert industriel et d’assurer la rentabilité du nouveau processus de fabrication. Ces travaux de doctorat ont permis de mettre en avant deux formulations, répondant aux critères définis en début de thèse. Les étapes de mélange, injection, déliantage et frittage ont été optimisées et le transfert industriel est possible. / Reducing the ecological footprint of human activities is, today, the aim of most of the research programs. In Europe, the « Clean Sky » project funds research activities to make air transport « greener ». This PhD, being part of it, is about improving production of Titanium Aluminide based components. Nowadays production having a strong environmental impact, an alternative way has been investigated: metal injection molding. The first step of this work was focused on a bibliographic study, to select relevant, common and innovative mixtures to be used in the process. Throughout the process, these mixtures have been tested, physically and chemically analyzed, to get data about the optimal mixture. Several components geometries have been tested, during injection, debinding, and sintering steps. Once the mixture(s) chosen, process’ parameters have been optimized to make industrial transfer easier, and lower its overall cost. The developments achieved during this PhD led to two qualified mixtures, and optimized mixing, molding, debinding and sintering steps.

De par leurs performances et leur fiabilité, la technologie Flash constitue, à l'heure actuelle, la référence en matière de mémoire non volatile. Cependant, ces mémoires étant en passe d'atteindre leurs limites de miniaturisation, plusieurs dispositifs alternatifs sont actuellement envisagés par les industriels du secteur, de manière à anticiper les demandes du marché ces prochaines années.Depuis 2003, des études ont été menées sur le remplacement de la grille flottante en silicium polycristallin des mémoires Flash par des nanocristaux. La modication du flot de procédés d'une mémoire à nanocristaux permet une réduction des coûts de fabrication, une amélioration de la fiabilité et une miniaturisation des dispositifs. L'intégration des nanocristaux dans une cellule mémoire de type Flash constitue donc un challenge pour l'industrie afin de repousser les limites de miniaturisation de cette architecture mémoire basée sur le transistor MOS, dispositif historique de l'industrie des semiconducteurs.Ce manuscrit présente les résultats de ma thèse qui porte sur les procédés de croissance de nanocristaux de silicium et leur caractérisation morphologique en vue d'une intégration dans des mémoires non volatiles.Les objectifs de la thèse sont :- Le transfert du procédé de fabrication des nanocristaux de silicium du CEA LETI vers l'usine de STMicroelectronics à Rousset ;- L'intégration des nanocristaux dans une cellule mémoire non-volatile ;- L'optimisation des procédés de fabrication en vue d'une industrialisation ;- Le développement d'outils de caractérisation de la chaîne de procédés ;- L'étude physique et physico-chimique avancée des nanocristaux de silicium. / By their performance and reliability, Flash technology is, today, the reference in nonvolatile memory . However, these memories being on track to reach their miniaturization limits , several alternative devices are currently being considered by the industrial sector, to anticipate market demands in the coming years .Since 2003, studies have been conducted on the replacement of the polysilicon floating gate by silicon nanocrystals in flash memory with nanocrystals to sustain this memory technology memory. Process flow modifications for nanocrystal integration allows a reduction of manufacturing costs, improving of reliability and miniaturization of devices . Integration of nanocrystals in a flash-like memory cell is therefore a challenge for the industry to extend the limits of miniaturization of the memory architecture based on the MOS transistor, historical device of the semiconductor industry.This manuscript presents the results of my thesis on the silicon nanocrystals growth process and morphological characterization for integration in a nonvolatile memory. The objectives of the thesis are :- Transfer of the manufacturing process of the silicon nanocrystals growth from CEA LETI plant to STMicroelectronics Rousset ;- Integration of nanocrystals in a non-volatile memory cell;- Optimization of manufacturing processes for industrialization ;- Development of tools to characterize the process chain ;- Physical and physico-chemical study of advanced silicon nanocrystals . and morphological characterization for integration in a nonvolatile memory.

La réglementation plus sévère sur les niveaux de matières particulaires (PM) en atmosphère ambiante fixée par l'Union européenne à l'horizon 2015 impose de pouvoir quantifier les contributions des différentes sources d'émission. Les sources d'émissions primaires de particules peuvent être anthropiques (chauffage au bois, au fioul, émissions véhiculaires ou industrielles, combustion de déchets verts, activités de cuisine,…) ou naturelles (végétaux, poussières crustales). Des processus secondaires de formation des particules (conversion gaz-particules) peuvent également contribuer aux taux de PM mesurés. L'identification et la quantification des sources peuvent être conduites notamment à travers l'étude de la composante organique des aérosols réalisée à partir d'analyses chimiques de prélèvements sur filtres en atmosphère ambiante ou à l'émission. Dans ce travail, des méthodologies de caractérisation des sources d'émission par l'analyse de la fraction organique des PM et la quantification de leur influence sur les concentrations ambiantes en particules fines ont été développées et/ou adaptées de méthodologies existantes sur de nombreux sites d'observation. Une attention particulière a été portée sur différents sites de la région Rhône-Alpes où de nombreux épisodes de dépassements des valeurs limites en PM sont régulièrement enregistrés. Les méthodologies ont été développés dans un premier temps sur un site urbain de référence (sites des Frênes à Grenoble) et s'appuient à la fois sur des approches qualitatives d'études des sources (étude d'empreinte de grandes familles chimiques, utilisation de ratios de composés traceurs) et quantitatives (ACP, mesures isotopiques du carbone, Molecular-Marker Chemical Mass Balance). Elles permettent une bonne estimation des sources de matière organique (OM) et des PM en hiver. Leurs applications à d'autres sites de topologies différentes (ruraux, fond de vallées, proximités de sources, marin) en France et en Suisse et à d'autres saisons a permis de montrer la complémentarité des différentes approches introduites et la nécessité de leur adaptation aux spécificités des sites pour permettre une bonne estimation des PM. L'estimation des contributions des sources à l'OM reste cependant encore à améliorer. De plus, dans le cadre de leur application à des sites de vallées alpines suisses, l'approche quantitative de type CMB basée sur l'étude de traceurs organiques a pu être confrontée à une méthode basée sur l'étude de la composante inorganique des aérosols. Les méthodologies développées et mises en œuvre au cours de ce travail constituent des outils de référence dans le cadre d'études des sources d'aérosol à portée scientifique ou réglementaire à l'échelle nationale ou internationale. / Tougher European Union regulations of ambient particulate matter (PM) will require apportionment of the different sources. Primary sources can be anthropological sources (biomass burning, fossil-fuel combustion, cooking, ….) and natural sources (vegetative detritus, crustal dust). PM can also be formed by gas-to-particle conversion processes (secondary sources). The identification and sources apportionment can be conducted by studying the organic fraction of aerosols using chemical analysis on off-line filters in ambient and in emissions of sources. In this work, methodologies of emission sources characterization by analyzing the organic fraction of PM and the sources apportionment on fine aerosol mass were developed and/or adapted from previous methodologies on many ambient sites. A special focus was placed on different sites of the Rhône-Alpes Region where many exceedances of authorized PM values are observed. Methodologies were developed primarily for an urban background site (Les Frênes site in Grenoble) and are based both on qualitative approaches (footprints study of large chemical family, use of tracer ratios) and quantitative approaches (PCA, isotopic carbon measurements, Molecular-Marker Chemical Mass Balance). They allow a good estimation of OM (organic matter) and PM sources in winter. Applications of those methodologies for other sites with different topologies (rural, valley bottoms, near sources, marine, in France and in Switzerland, for different seasons) showed the complementarity of the different methodologies proposed. It also pointed out the necessity of adapting them to the specificities of each sites in order to have a good estimation of PM. In addition, further work should still be done to improve sources apportionment of OM. Moreover, in the context of applying those methodologies to Swiss alpine valley sites, it got possible to compare the quantitative CMB approach based on the study of organic compounds with another approach based on the study of the inorganic fraction of aerosols. Methodologies developed and optimized during this work will be used like reference to scientific or regulation applications in other national or international studies.

La région Nord-Pas-de-Calais figure parmi les régions françaises les plus concernées par les dépassements de valeurs limites journalières de concentrations de PM₁₀ (50 µg m-³). Sur le littoral, le niveau de fond atmosphérique particulaire demeure parfois élevé, bien que relativement éloigné des sources principales de particules que sont le trafic routier et l'industrie. Alors que de nombreuses études ont été réalisées sur les émissions en milieu industrialo-portuaire, il ressort un manque de connaissances concernant l'impact des émissions issues du secteur maritime, qu'il s'agisse d'apports naturels (sels marins) ou anthropiques (trafic maritime). Dans ce travail, deux campagnes de mesures ont été menées : en 2013 au Cap Gris-Nez et au premier trimestre 2014, simultanément au Cap Gris-Nez et dans le port de Calais. La concentration en PM₁₀ a été suivie et la composition chimique (métaux, ions hydrosolubles, EC, OC, traceurs organiques) en a été déterminée. Sur le site du Cap Gris-Nez en 2013, l'évolution des niveaux de PM₁₀ est similaire à celle observée en région, reflétant la fluctuation du fond atmosphérique. Les espèces majoritairement sont NO₃-, OC, SO₄²-, CI-, Na⁺ et NH₄⁺ et représentent 69% de la masse de PM₁₀. La proportion de ces espèces varie selon la saison et les conditions météorologiques (température, vitesse et direction du vent). Les situations de fortes teneurs de PM₁₀ sont caractérisées par une plus grande proportion de nitrate d'ammonium. Les données recueillies sur le site de Calais ont permis de montrer que les émissions du trafic maritime ont pour effet d'augmenter le nombre de particules ultrafines dans l'atmosphère. Sous cette influence, les concentrations en NOx et SO₂ apparaissent plus élevées, ainsi que celles des espèces V, Ni et Co qui peuvent être proposées comme traceurs du trafic maritime. L'utilisation de la factorisation matricielle nous a permis d'identifier 10 sources de particules et d'en estimer les contributions. Ainsi, en moyenne en 2013 au Cap Gris-Nez, 41% des PM₁₀ sont issus des aérosols inorganiques secondaires, 37% des sels marins et 10% de la combustion de biomasse. Pour cette dernière, la contribution peut atteindre 17% en hiver. Enfin, le trafic maritime (5%) contribue davantage à la concentration de PM₁₀ que le trafic routier (2%). / The Nord-Pas-de-Calais region is one of the most concerned areas in France by exceedance of the PM₁₀ mean daily limit value (50 µg m-³). The particulate atmospheric background level can also be high on the coastal zone, despite the absence of any urban and industrial sources at its vicinity. Numerous studies have been performed regarding those sources, but there is still a lack of knowledge about the impact of emissions resulting from the marine compartment, including natural emissions (sea salts) and anthropogenic emissions (maritime traffic). Two measurement campaigns have been achieved, in 2013 at Cape Gris-Nez and in the first trimester 2014, simultaneously at Cape Gris-Nez and in the harbour of Calais. Concentrations of PM₁₀ were recorded and chemical composition was determined (metals, water soluble ions, Ec, OC, organic tracers). In 2013, the evolutions of PM₁₀ levels at Cape Gris-Nez and in the region similar, reflecting the atmospheric background fluctuation. NO₃-, OC, SO₄²-, CI-, Na⁺ and NH₄⁺ were found as the major species and correspond to 69% of PM₁₀ mass. The proportion of these species evolves depending on the season and the meteorological conditions (temperature, wind speed and direction). High PM₁₀ concentration situations are characterized by high proportion of ammonium nitrate. Data collected in Calais show that maritime traffic emissions increase the number of ultrafine particles in the atmosphere. Under this influence, NOx and SO₂ concentrations are higher, as those of V, Ni and Co, species that could be used as maritime traffic tracers. 10 sources were identified and apportioned by matrix factorization. In average, in 2013 at Cape Gris-Nez, 41% of PM₁₀ come from secondary inorganic aerosols, 37% from sea salts and 10% from biomass combustion. This last contribution can reach 17% in winter. Maritime traffic represents a higher contribution to PM₁₀ than road traffic, 5% against 2%.

Grâce à des études de processus in vitro, on a pu montrer que les effets sanitaires des particules atmosphériques (aérosols) sont principalement attribués à leur potentiel inflammatoire via les espèces oxydantes qu’ils véhiculent : métaux et molécules organiques, principalement. Les maladies déclenchées diffèrent ensuite régionalement selon les mélanges spécifiques des différentes sources de pollution, la durée d’exposition et la susceptibilité des personnes. Les paramètres clefs à quantifier sont donc la bioaccessibilité (fraction potentiellement réactive de l’aérosol) et la capacité oxydante intrinsèque des aérosols afin de prédire leur toxicité. A cette fin, des tests non invasifs, c’est-à-dire effectués sur le mélange de polluants lui-même et non pas sur l’individu, ont été récemment développés (Cho et al. 2005; Sauvain et al. 2009; Denys et al. 2009; Li et al. 2003; Uzu et al. 2011). Peut-on les utiliser en l’état alors que la composition chimique des aérosols diffère drastiquement en fonction de l’environnement? On sait notamment que les bactéries présentes dans l’air sont capables d’abaisser la capacité oxydante des nuages, en est-il de même pour les particules (Vaïtilingom et al. 2012)? Peut-on relier ces tests à certaines espèces caractérisées chimiquement et/ou à des sources spécifiques de PM (Particulate Matter) ? Ce sont des questions préalables au développement d’une évaluation systématique des effets sanitaires des polluants atmosphériques, qui sont l’objet de programmes de recherche très actifs dans de nombreux groupes internationaux, mais encore très peu abordés en France. Elles doivent être prises en compte avant que ne soit développées des campagnes à grande échelle (risque sanitaire, épidémiologie...) qui pourront être mises en oeuvre en partenariat avec les réseaux de mesure de la qualité de l’air dans les années à venir (Kelly and Fussell 2012).Ce projet de thèse vise à mettre en place de nouveaux outils caractérisant la qualité de l’air et son impact biologique, avec les objectifs suivants :-Optimiser et valider un test d’évaluation du potentiel oxydant des aérosols suivant différents types de mélanges ;-Relier ces « proxy » de l’impact sanitaire à la chimie des particules et à la part attribuable des PM selon leurs sources. / In vitro studies have shown that the health effects of airborne particles (aerosols) are mainly attributed to their inflammatory potential due to the oxidative species they carry on: mostly metals and organic molecules. Diseases triggered then, regionally differ depending on the specific mixtures of different sources of pollution, duration of exposure and susceptibility of individuals. Key parameters to investigate are the bioaccessibility (reactive fraction of the aerosol) and the PM (Particulate matter) oxidative potential to predict aerosol toxicity. To this end, non-invasive tests, that is to say made on the mixture of pollutants itself and not on human or cells, have recently been developed (Cho et al 2005, Sauvain et al 2009, Denys et al 2009, Li et al 2003, Uzu et al 2011). Can we use them evenly, since the chemical composition of aerosols differs drastically between regional areas? We know that such bacteria present in the air are able to lower the oxidative capacity of clouds. Is it the same for particles (Vaïtilingom et al. 2012)? Can we connect these tests to some species or specific sources of identified PM? These preliminary questions need to be addressed before developing a systematic assessment of health effects of air pollutants, which are the subject of very active research programs in many international groups, but poorly discussed in France. They must be taken into account before being developed for large-scale campaigns (health risk, epidemiology...) that can be implemented in partnership with the networks of air quality measurment in the coming years (Kelly and Fussell 2012).This PhD project aims to develop new tools characterizing the air quality and its biological impact, with the following objectives:- Optimize and validate a test evaluation of oxidative potential of aerosols following different types of mixtures;- Connect the "proxy" of the health impact of chemicals and particles attributable PM according to their origin.

La pollution de l'environnement, et particulièrement la pollution atmosphérique et son possible impact sur la santé humaine, suscite un intérêt grandissant dans les pays en voie de développement. Ce travail de thèse s'inscrit dans cette thématique et constitue une étude pionnière en Afrique, et au Bénin plus particulièrement. Nos résultats ont montré que l'essence utilisée à Cotonou était de piètre qualité, caractérisée par l'absence d'additifs et par une forte concentration en benzène, et pouvait être à l'origine de la dégradation de la qualité de l'air de la ville. De même, l'analyse d'échantillons de particules (PM₂․₅ et PM>₂․₅) prélevés dans le quartier de St Michel à Cotonou, a mis en exergue un taux anormalement élevé de particules en suspension dans l'air. La caractérisation physicochimique de ces particules a montré la présence d'un cocktail de composés chimiques (ions, métaux, COVs, paraffines, HAPs, etc.), en proportion plus élevées dans les particules fines PM₂․₅. L'appareil respiratoire constituant la principale voie d'exposition de l'Homme à ces particules atmosphériques, leur potentiel toxique a été évalué au travers d'une étude in vitro menée sur des cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B). Il a été ainsi démontré les propriétés cytotoxiques des deux échantillons de particules ainsi que leur capacité à induire l'expression génique des enzymes de métabolisation des composés organiques et à générer un stress oxydatif. Le déclenchement du processus inflammatoire via l'induction de l'expression génique et la sécrétion protéique de cytokines et l'apparition de modifications dans la voie de l'acide arachidonique (leucotriènes, prostaglandine, thromboxane) ont été notés. Enfin l'approche comparative des PM₂․₅ prélevées au niveau de trois villes d'Afrique de l'Ouest a permis de mettre en évidence des caractéristiques proches au Bénin, en Côte d'Ivoire et au Sénégal et la contribution des émissions du trafic routier dans la pollution de l'air. / Air pollution and its adverse health effects have shown a growing interest in developing countries. This study deals with this subject and is one of the first conducted in African countries, particularly in Benin. Our results showed that the quality of gasoline used in cotonou was poor, characterized by the absence of additive and a high concentration of benzene. Thus, it could be responsible for the degradation of the city air quality. Therefore, particulate matter samples (PM₂․₅ and PM>₂․₅) were collected in St Michel neighborhood at Cotonou and results showed very high levels of particles in the ambient air. Physicochemical characterization of these particles revealed a presence of various chemicals compounds (ions, metals, VOCs, paraffins, PAHs, ect.) in higher proportion in PM₂․₅ than PM>₂․₅. The respiratory system, the main way of exposure to these airborne particles, was investigated through an in vitro study assessing the toxic potential of PM on human bronchial epithelial cells (BEAS-2B). It has been demonstrated that the two types of particules have cytotoxic properties and ability to induce gene expression of organic compounds metabolizing enzymes and to generate oxidative stress. These particles have triggered the inflammatory process through the induction of gene expression and protein secretion of cytokines, and changes in the arachidonic acid pathway (leukotrienes, prostaglandin, and thromboxane). Finally, comparative approach for PM₂․₅ sampled in three West African cities highlighted the closeness of particles characteristics in Benin, Côte d'Ivoire and Senegal, and a significant contribution of road traffic emissions in the air pollution.

Southern Turkey’s Amuq Valley has been described as a point of convergence bridging distant regions within the ancient Near East. Through an in depth techno-typological and chemical characterization study of 290 obsidian artefacts, this research details changes in deep-time patterns of obsidian use from the Late Neolithic to Early Bronze Age (6000 BCE – 2400 BCE), arguing that shifting traditions of consumption reflect socio-economic developments both within and beyond the Northern Levant. These artefacts come from the three sites of Tell al-Judaidah, Tell Dhahab and Tell Kurdu, the material excavated during the 1930’s by the University of Chicago’s Oriental Institute. Methodologically raw material sourcing was achieved using energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy (EDXRF) in the well-established McMaster XRF Lab [MAX Lab]. With these artefacts’ raw materials all being exotic to the Amuq Valley, originating from various outcrops in Cappadocia, the Lake Van region and Transcaucasia (Turkey and Armenia), over 1000km away, this study not only offers new insight into how Amuq Valley communities engaged in long-distance relations, but also contributes to a larger, deep-time regional study of obsidian consumption as a proxy for understanding significant shifts in Near Eastern socio-economics, from hunter-gatherers to the earliest states. In turn, this study, by employing an Annales school framework to consider practice over deep time at the local and supra-regional level further contributes to an ‘archaeology of the long-term’. / Thesis / Master of Arts (MA) / This research involved the chemical analysis of 290 artefacts of archaeological obsidian – a naturally occurring substance made of crystallized lava - as a means of studying ancient exchange systems in the Near East. More specifically, this study covers archaeological periods from 6000 B.C.E. (Late Neolithic) to 2400 B.C.E. (Early Bronze Age) in the Amuq Valley region of southern Turkey. These artefacts were procured during excavations under the Oriental Institute Museum (University of Chicago) beginning in the 1930s. All artefacts are exotic to the Amuq Valley from several known obsidian outcrops in Anatolia (Turkey), some over 1000km away. Analysis was conducted using X-ray fluorescence (XRF) to match each artefact to its geological origin thereby identifying the range of exotic materials were exchanged across long-distances. The goal of this research was to uncover social and/or economic dynamics of the Amuq Valley through deep-time with regards to the greater obsidian trade network of the Near East.

La réalisation de micro et nanomatériaux avec des propriétés contrôlées nécessite le développement de nouvelles voies d’élaboration dites ascendantes « ou Bottom-up ». Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à maîtriser la formation d’agrégats de particules colloïdales et de cellules, avec des applications potentielles dans les domaines des biocapteurs, de la microélectronique, de l’optique et de l’ingénierie tissulaire. L’approche proposée pour assembler les particules en structures organisées se base sur l’emploi de la diélectrophorèse, reposant sur l’application d’un champ électrique non- uniforme. L’un des inconvénients de cette technique tient au caractère réversible des assemblages ainsi formés, l’annulation du champ électrique entrainant la redispersion des colloïdes. Afin d’apporter une solution à ce problème, il est possible de recourir à un couplage chimique pour maintenir la cohésion des structures formées dans le milieu liquide. Afin de mieux maîtriser le comportement diélectrophorétique et les réactions chimiques exploitées, des travaux de caractérisation électrique et chimique des particules manipulées ont été réalisés. D’autre part, différents types de microélectrodes ont été étudiées pour la génération du champ électrique nécessaire à l’assemblage. Une nouvelle filière technologique a été développée pour la réalisation de microélectrodes transparentes en ITO et leur intégration en système microfluidique, basée sur l’exploitation du pouvoir isolant d’une fine couche de PDMS micro-structurée. La méthode a été appliquée à la fabrication de microélectrodes « verticales » puis à la réalisation de matrices d’électrodes quadripolaires. Ces dernières ont permis d’obtenir des assemblages permanents de particules de polystyrène fluorescentes présentant des groupements carboxyliques en surface, en combinant l’emploi de la diélectrophorèse négative et l’utilisation d’un agent de couplage chimique (Jeffamine). Des agrégats de cellules HEK 293 ont également été réalisés par diélectrophorèse négative. Nous avons démontré qu’il était possible, sous certaines conditions, de préserver le caractère permanent des agrégats cellulaires après coupure du champ. / The design of micro and nanomaterials with controlled properties requires the development of new bottom- up assembly approaches. The work presented in this manuscript aims to control the formation of aggregates of colloidal particles and cells, with potential applications in the fields of biosensors, microelectronics, optics and tissue engineering. The proposed approach for assembling colloids into organized structures is based on the use of dielectrophoresis, a phenomenon observed when polarizable particles are placed in a non-uniform electric field. One of the drawbacks of this technique is the reversibility of the assemblies thus formed, the cancellation of the electric field causing the redispersion of the colloids. As a solution to this problem, we proposed to use a coupling agent to maintain the cohesion of the structures formed in the liquid medium. In order to better control the dielectrophoretic behavior and the chemical reactions exploited, electrical and chemical characterizations of the manipulated particles were carried out. Moreover, different types of microelectrodes have been studied for the generation of the electric field required for the assembly. A new approach has been developed for the fabrication of transparent micro patterned ITO microelectrodes and their integration in microfluidic systems, based on the exploitation of a thin micro-structured PDMS membrane used as an insulating layer. The method has been applied to the fabrication of "vertical" microelectrodes and of quadrupolar electrode arrays. The latter were used to obtain permanent assemblies of carboxylic acid functionalized, fluorescent, polystyrene particles, by combining negative dielectrophoresis with the use of a chemical coupling agent (Jeffamine). HEK 293 cell aggregates were also produced by negative dielectrophoresis. We have demonstrated that it was possible, under certain conditions, to preserve the permanent character of the cell aggregates after field removal.

Este trabalho consiste na caracterização química e termoanalítica da composição química de cálculos biliares e bile humana, coletados da vesícula biliar de pacientes que foram submetidos à colecistectomia no Hospital Universitário da Universidade de São Paulo. As metodologias utilizadas para amostragem, caracterização química e termoanalítica foram previamente otimizadas por um estudo preliminar, trabalhando-se com um total de 38 amostras de cálculos biliares e bile da vesícula biliar humana. A técnica de análise elementar para a determinação dos teores de carbono, hidrogênio e nitrogênio foi usada para a caracterização química junto com a espectroscopia de absorção na região do infravermelho e difração de raios X. Esses resultados foram complementados por dados obtidos pelas técnicas termoanalíticas TG/DTG e DSC. O estudo do comportamento térmico foi realizado empregando as técnicas TG/DTG em atmosfera dinâmica de ar e razão de aquecimento de 10 ºC min-1. No caso da amostra de cálculo biliar SF15, considerada atípica por apresentar um teor de 81% de CaCO3 na sua composição química, utilizou-se atmosfera mista de ar+CO2. Em todos os ensaios foram empregados. Os eventos térmicos (físicos e químicos) foram evidenciados pelas curvas DSC, por picos no sentido endotérmicos e exotérmicos. A comparação dos perfis das curvas TG/DTG e os resultados de perdas de massa evidenciaram junto com os teores de CHN obtidos por análise elementar, possibilitaram classificar os cálculos biliares em oito grupos distintos (A, B, C, D, E, F, G e H). As curvas DSC, os espectros de infravermelho e os difratogramas de raios X, confirmaram a distinção da composição química desses grupos. Deste modo, foi possível a elaboração de uma nova classificação para os cálculos biliares da vesícula biliar humana baseado na sua composição química. / This work consists of the chemical characterization and thermoanalytical of the chemical composition of gallstones and human bile, collected of the gallbladder of patients that were submitted to cholecystectomy at University Hospital of São Paulo University. The methodologies used to sampling, chemical characterization and thermoanalytical were previously optimized for a preliminary study, working with a total of 38 gallstones and human bile samples. For chemical characterization elementary analysis techniques, to carbon, hydrogen and nitrogen determination, infrared spectroscopy and X-rays diffraction were used, these results complemented the obtained thermoanalytical data for TG/DTG and DSC techniques. The gallstones and bile samples thermal behavior study was accomplished using the techniques TG/DTG in dynamic air atmosphere. In the case gallstone SF15 sample, considered like abnormal due to its content of 81% of CaCO3 in its chemical composition. For this one, a mixture air + CO2 was used. In all experiments were used heating rate of 10 °C min-1. The thermal events (physical and chemical) were evidenced by the DSC curves, with endothermic and exothermic peaks. By means of the comparison TG/DTG curves profiles, the results of mass losses for them evidenced, with CHN\'s contents obtained for elementary analysis, they can classify the gallstones in eight distinct groups (A, B, C, D, E, F, G and H). The DSC curves, infrared spectra and X-rays diffraction, they confirmed the chemical composition distinction of these groups. Thus, it was possible the elaboration of a new classification for the gallstones formatted in the human gallbladder based in your chemical composition.

L'objectif de notre travail a consisté en l'étude des mécanismes enzymatiques impliqués dans la libération de l'oxyde nitrique à partir des S-nitrosothiols (RSNO) et dans leurs effets vasorelaxants. Notre intérêt porte sur deux enzymes : la gamma-glutamyltransférase (GGT) et la protéine disulfure isomérase (PDI) car elles jouent un rôle important dans la dénitrosation des RSNO. Nous avons choisi d'étudier la dénitrosation de deux RSNO : le S-nitrosoglutathion (GSNO), un mononitrosothiol endogène et la S,S'-dinitrosobucillamine (BUC(NO)2), un nouveau dinitrosothiol. Nous avons synthétisé ces RSNO et nous avons vérifié la nature du produit obtenu par une caractérisation physico-chimique complète. Les analyses ont montré que ces RSNO présentent une pureté élevée (>97%) avec un niveau faible d'impuretés permettant leur utilisation dans des expérimentations biologiques. Les effets vasorelaxants des RSNO ainsi que l'implication des enzymes ont été évalués. Nos résultats montrent que la GGT et la PDI sont capables de dénitroser in vitro le GSNO. Le modèle ex vivo d'anneau aortique isolé de rat Wistar nous a permis de démontrer que l'effet vasorelaxant de GSNO (CE50=3,2±0,5.10-7 M) est dépendant de l'endothélium et de l'activité de la GGT et de la PDI. Concernant la BUC(NO)2, ce dinitrosothiol est catabolisé in vitro par la PDI, est un vasorelaxant plus puissant que la plupart des RSNO (CE50=2,2±0,2.10-8 M) et met en jeu l'activité de la PDI vasculaire. Nos travaux ont conduit à une meilleure compréhension des mécanismes enzymatiques impliqués dans les effets vasculaires des RSNO, ce qui permettra d'optimiser le choix de la meilleure RSNO à utiliser dans une finalité thérapeutique / The aim of our work was to evaluate the enzymatic pathways involved in the release of nitric oxide and in the vasorelaxant effect of S-nitrosothiols (RSNO). We were interested in two enzymes: the gamma-glutamyltransferase (GGT) and the protein disulfide isomerase (PDI), because they play an important role in RSNO denitrosation. Two RSNO were studied: S-nitrosoglutathione (GSNO), an endogenous mononitrosothiol, and S,S'-dinitrosobucillamine (BUC(NO)2), a new dinitrosothiol. We synthesized RSNO and we structurally characterized these products. The resulting data are consistent with the expected structure. Our products have a high purity (>97%) and a limited amount of impurities allowing their suitable use in biological experiments. The vasorelaxant effects of RSNO and the involvement of GGT and PDI were evaluated. The results indicate that purified GGT and PDI denitrosate GSNO in vitro. Furthermore, we demonstrated by using an ex vivo model consisting in an aortic ring isolated from Wistar rat that the vasorelaxant effect of GSNO (EC50=3,2±0,5.10-7 M) was dependent on the endothelium and GGT and PDI activities. As concerns BUC(NO)2, this dinitrosothiol catabolized in vitro by PDI, is more potent (EC50=2,2±0,2.10-8 M) than the most of nitrosothiols described in the literature. This vasorelaxation effect was dependent on PDI activity. In conclusion, our data led to a better understanding of the enzymatic mechanisms involved in the vascular effects of RSNO, which will permit, in physiopathological context, to optimize the choice of the best RSNO for use in a therapeutic purpose