Le corail rouge de Méditerranée (Corallium rubrum) fait l'objet d'un important commerce depuis des millénaires ; il est traditionnellement utilisé pour la confection de bijoux et d'objets d'art. L'étude de son squelette permet de mieux comprendre les procédés utilisés par la nature pour fabriquer des matériaux résistants avec un coût énergétique minimal (conditions de chimie douce). D'autre part, la caractérisation des taux de croissance vertical et radial est toute aussi importante pour établir des critères à des fins de conservation de l'espèce. Dans ce travail, C. rubrum a été comparé à d'autres espèces de coraux précieux de la même famille (C. elatius et Paracorallium japonicum). Ces espèces présentent deux modes de croissance distincts: (1) un mode 'bloc par bloc' à l'apex de la branche, associé à une croissance axiale rapide (~2 mm/an) et (2) un mode 'couche par couche' se produisant en dessous de l'apex, associé à une croissance radiale lente (~0,2 mm/an). Les structures physiques et chimiques des squelettes des coraux précieux aident à mieux comprendre les mécanismes complexes de la croissance cristalline bio-assistée. / The Mediterranean red coral (Corallium rubrum) has been harvested and traded for centuries; it is highly valued in jewelry. Studies of the skeletal structures are important to better understand how nature proceeds to synthetize resistant material at low-energy cost by soft chemistry. On the other hand, the determination of vertical and axial growth rates is important to establish criterions for the sustainable management of these precious species. In this work, the skeleton of C. rubrum has been compared to skeleton of other species belonging of the same family (C. elatius and P. japonicum). All species show two distinct growth modes: (1) a block-by-block mode at the branch apex associated with a fast axial growth rate (~2 mm/year) and (2) a layer-by-layer mode associated with a slow radial growth rate (~0,2 mm/year). The physical and chemical patterns of the skeleton of precious corals provide important constraints to better understand the complex mechanisms of in bio-assisted crystalline growth.

Les méthodes d’amélioration des procédures de cryoconservation sont traditionnellement basées sur l’empirisme. Pour s’en démarquer, nous sommes repartis des modèles biophysiques développés pour décrire les procédures en s’appuyant sur 2 méthodes. La 1ère méthode a consisté au développement de techniques de simulation des procédures en caractérisant l’utilisation du Snomax dans l’appareil DSC. Nous avons montré que le contrôle de la température de nucléation (Tn) est possible en choisissant les conditions expérimentales (volume d’échantillon et concentration en Snomax) qui influencent les probabilités de présence de 3 sous-populations d’INA des protéines de P. syringae. La possibilité d’effectuer des simulations a pu être validée pour certaines plages de surfusion dans les solutions de cryoconservation. Ceci a permis la caractérisation des effets physiques influencés par Tn et qui interviennent au cours des procédures et d’alimenter les modèles biophysiques de cryoconservation. La 2ème méthode a consisté à la modification de la composition des solutions afin de réduire le recours au DMSO (cytotoxique) en utilisant des composés de type oligosaccharides : les COS. Après vérification de la biocompatibilité des COS avec des cellules embryonnaires, la caractérisation de l’influence thermodynamique des COS a été effectuée. Il a été montré que les COS sont des cryostabilisateurs qui se lient à une petite quantité de molécule d’eau et n’en affecte pas les propriétés physicochimiques. Les COS peuvent donc être introduits dans le milieu extracellulaire sans risque d’accélérer la déshydratation cellulaire. De plus, il a été montré qu’ils favorisent la gélification du milieu extracellulaire, laquelle est fonction de la proportion massique d’eau en solution résiduelle. Cette gélification fige une partie du système ce qui favorise sa stabilisation au passage des zones de températures à risques de recristallisation / We wished to move aside classical cryopreservation procedure improvements that are based on empiricism and to focus on existing biophysical models in order to describe procedures. We based our study on two methods. The first method consisted in developing the methods for the simulations of procedures, by characterizing the use of Snomax in a DSC device. This study highlighted that the nucleation temperature (Tn) control is possible under precise experimental conditions (sample volume and Snomax concentration) that influence the presence probability of 3 INA subpopulations of the P. syringae protein aggregates. The possibility to simulate the cryopreservation procedures has been achieved for some supercooling ranges within complex cryopreservation solutions. Consequently, it has been possible to characterize the physical effects influenced by Tn and involved within procedures. These results will participate in supplying cryopreservation biophysical models. The second method aimed to modify the composition of cryopreservative solutions in order to reduce the DMSO use (because of its cytotoxicity), using extracellular CPA components: the chitooligosaccharides COS. Subsequent to the biocompatibility verification of the COS with embryonic cells, the thermodynamic influence of the COS has been characterized. Therefore, it has been demonstrated that COS are cryostabilizers that link themselves to a small number of water molecules and does not influence its physicochemical properties. Consequently, COS can be added within the extracellular space without any risk to accelerate the cell dehydration. It has been demonstrated that COS favor the gelation of the extracellular space and that this gelation relies on the mass proportion of water in the residual solution. This gelation immobilizes a part of the system and therefore favor its stabilization when the temperature reaches the risky recrystallization range