Si le phénomène bullaire reste le primum movens à l’origine de l’obstruction vasculaire lors de la décompression, les plaquettes sanguines jouent un rôle déterminant dans la physiopathologie de l’accident de décompression (ADD). L’objectif de ces travaux était d’étudier les mécanismes à l’origine de cette agrégation plaquettaire induit par le phénomène bullaire. La première étape a permis de valider un modèle animal d’ADD chez le rat et de confirmer que le degré d’agrégation constituait un indice fiable de sévérité de l’ADD. La seconde a eu pour but d’étudier différents marqueurs spécifiques de l’activation plaquettaire. La troisième étape a étudié les effets de différents anti-agrégants plaquettaires administrés avant l’exposition. Les résultats confirment que le clopidogrel, un inhibiteur spécifique des récepteurs à l’ADP, a un effet protecteur sur le risque de survenue et la sévérité des ADD en réduisant l’importance de l’agrégation plaquettaire. Ces résultats sont en faveur d’un mécanisme d’agrégation ADP-dépendant conséquence des interactions entre les plaquettes et les bulles circulantes. La génération de thrombine, un autre puissant agoniste plaquettaire, interviendrait dans la genèse d’un état pro-thrombotique loco-régional conséquence des lésions induites par le passage des bulles au contact de l’endothélium vasculaire. Enfin, les résultats montrent le rôle joué par les micro-particules dans la diffusion à distance de cet état pro-thrombotique. Des études à venir devront confirmer l’intérêt d’une utilisation du clopidogrel dans le traitement de l’ADD ainsi que le rôle de l’oxyde nitric, de la prostacycline PGI2 et du shear-stress dans l’effet protecteur des vibrations et de l’exercice physique sur le risque de survenue de l’ADD en réduisant l’agrégation plaquettaire et en optimisant la cinétique d’élimination des bulles circulantes. / If bubble-induced mechanical obstruction of vessels is the central event during decompression, blood platelets play a key role in the pathogenesis of decompression sickness (DCS). But bubble-induced platelet aggregation (BIPA) mechanisms are unknown. In a previous study, we highlighted a post-dive decrease in platelet count in divers. The aims of this study was therefore to validate an experimental model of DCD in rat to clarify relationship between blood platelet and bubble formation, investigate platelet activation by measuring different platelet markers, and to study the effects of different antithrombotic pre-treatments. First, the results clearly indicate that clopidogrel, a powerful ADP-inhibitor, has a protective effect on decompression risk improving significantly DCS outcome and reducing DCS severity. The results point to the predominant involvement of the ADP release in the BIPA mechanism. Second, we showed the participation of thrombin generation, a powerful platelet agonist, in the thrombotic event. If local BIPA seems to be the direct consequence of bubble-blood component interactions in vascular bed, the regional thrombotic event could be the consequence of bubble-induced vessel wall injury with a key role played by micro-particles in the general extend. Further human studies should be aimed at demonstrating that clopidogrel can offer a benefit as an adjuvant in DCS treatment and the role played by nitric oxyd and prostacyclin in the protective effect of vibrations and physical exercise on DCS risk reducing bubble-induced platelet aggregation

En plongée, lors d’une décompression, une partie des gaz dissous dans l’organisme est éliminée sous formede bulles qui peuvent être à l’origine d’accidents parfois sévères. Des modèles mathématiques permettentde déterminer des procédures de décompression par paliers fiables mais ne s’appliquent que pour certainesconfigurations de plongée (profondeur, durée, gaz respirés). Une extrapolation de ces modèles à denouveaux types d’exposition comme la plongée profonde aux mélanges est actuellement hasardeuse. Onsuppose ici qu’une modélisation biophysique des mécanismes de la décompression doit apporter dessolutions préventives plus sures, même pour des expositions moins explorées combinant azote et hélium.Deux modèles ont été élaborés pour la prévention des accidents articulaires et neurologiques, formesd’accident les plus fréquentes. Ils ont été corrélés à partir de bases de données et d’analyses de risqueexistantes. Tous deux permettent de représenter l’apparition de symptômes tardifs. Pour l’accidentarticulaire, on montre 1/ l’impact de la diffusion intra-tissulaire (entre un tendon et son voisinage) de gazinerte sur la dynamique d’amplification de la phase gazeuse générée 2/ une augmentation quantifiable durisque d’accident avec le volume de gaz généré 3/ une faible efficacité des paliers 4/ une efficacité modéréede la respiration d’oxygène pur aux paliers proches de la surface. Pour les accidents neurologiques, lemodèle global proposé permet d’estimer le volume instantané des microbulles formées dans les tissus(muscles et graisses) et transférées (via le système lymphatique par ex) dans le sang veineux de retour. Lasurcharge du filtre pulmonaire par les bulles est supposée être un événement précurseur dans la genèse del’accident. La méthode de corrélation du modèle, originale, utilise notamment des campagnes d’écoutes debulles circulantes par système Doppler après plongées, dont une dédiée à cette thèse. Il ressort de cesinvestigations que I/ le risque d’accident peut être relié au volume des bulles transféré dans le sang sur unepériode donnée II/ l’introduction de paliers profonds ne diminue pas le risque III/ la respiration d’oxygènepur aux paliers est très efficace pour réduire ce risque. Un deuxième modèle neurologique dédié à laprévention des accidents médullaires se produisant rapidement après la décompression et à la déterminationdes premiers paliers requis est aussi proposé. L’ensemble de ces trois modélisations offre des perspectivesde prévention intéressantes. / During a scuba diving decompression, a part of the gas that is dissolved in the body is eliminated throughbubbles that can generate potentially severe forms of decompression sickness (DCS). Known mathematicalmodels allow the determination of safe decompression procedures by stages but can only be applied for alimited range of diving configurations (pressure, duration, breathing gas). An extrapolation of these modelsto new expositions such as deep/short dives using mixtures is currently hazardous. In the presented work itis deemed that a biophysical modeling of the decompression mechanisms can produce safer preventivesolutions even for less explored expositions combining nitrogen and helium. Two models have beendeveloped for the prevention of articular and neurological DCS, which are the most frequent forms ofinjury. Existing database and risk analyses have been used to correlate the models. Both predict potentialdelays for the occurrence of DCS symptoms after a decompression. For the articular model it is shown that1/ the intratissular diffusion of inert gases between a target tendon and its neighborhood impacts theamplification dynamics of the generated gas phase 2/ the more the generated gas volume, the bigger theDCS risk 3/ stages of short and moderate durations have a low efficiency 4/ the efficiency of pure oxygenbreathing in order to reduce the risk during the shallow stages is moderated. For neurological DCS, theproposed global model allows estimation of the instantaneous volume of microbubbles that are formed intissues (muscles and adipose tissues) and that are transferred via the lymphatic system for instance in thevenous blood. The overload of the pulmonary filter by bubbles is assumed to be a primary event in the DCSpathogenesis. The original model correlation method uses in particular the recording of circulating bubblessignals through Doppler detections campaigns. One of these campaigns is dedicated to the presented thesiswork. The analysis leads to the following conclusions: I/ the DCS risk is linked to the total bubbles volumethat is transferred into the blood over a given period II/ the introduction of deep stages does not decreasethe risk III/ the breathing of pure oxygen during the shallow stages is very efficient in reducing this risk. Asecond neurological model is proposed: it is dedicated to the prevention of spinal cord DCS forms whichoccur early after the decompression and to the determination of the first required stops. The threedeveloped models give interesting prevention perspectives.

Pour les études de sécurité industrielle, il est nécessaire d'évaluer le débit diphasique lors de vidanges accidentelles de stockages de gaz liquéfiés sous pression. Or, seules de rares études existent avec d'autres produits que l'eau. Le présent travail s'intéresse donc à l'influence de la nature du fluide mais aussi de la géométrie de la conduite. Nous avons conçu un montage expérimental (réservoir de 27 litres admettant une pression de 0,4 MPa) afin de comparer l'eau, le CFC11 et le CFC113 dans une même installation. Différentes conduites (diamètres 8 et 16 mm et longueurs de 0,1 à 0,6 m) ont d'abord été utilisées avec l'eau afin de déterminer la meilleure géométrie pour cette comparaison. Les mesures réalisées dans le réservoir montrent qu'au cours de la vidange il existe des oscillations de la pression, qui sont plus importantes pour les CFC que pour l'eau. Malgré ces différences, les trois fluides testes restent très prés des conditions d'équilibre. Les débits mesures sont ensuite comparés aux estimations de différents modèles. Les hypothèses les plus simples (Modèle homogène à l'équilibre) conduisent à une bonne évaluation du débit. Il ressort de cette analyse qu'il est nécessaire de considérer des frottements pour une bonne description des mesures faites le long de la conduite. Cependant, il existe des écarts résiduels entre les prévisions de ces modèles et les résultats expérimentaux: les débits mesures et ceux estimes ne sont pas égaux mais, de plus, le rapport de ces deux débits est différent selon le fluide utilisé. Pour expliquer ces écarts, il nous apparait nécessaire de prendre en compte simultanément des vitesses différentes (Échanges de quantité de mouvement entre les phases) d'une part et des écarts à l'équilibre d'autre part.

Les salles de cinéma sont passées à l'ére numérique. L'objectif de cette thèse est d'étudier le déploiement du cinéma numérique pour les salles d'art et essai et de proposer des solutions techniques ouvertes, basées sur des logiciels libres et gratuits. Nous présentons les impacts du passage au numérique pour les distributeurs et les exploitants indépendants. Nous détaillons le fonctionnement du cinéma numérique : de la création de contenu au format DCP, au système de projection en salles. Dans cette thèse, nous proposons deux solutions : une solution de projection basée sur le lecteur multimédia VLC, et un système de transmission dématérialisée de DCP des distributeurs vers les exploitants. / Movie theaters have switched to the digital era. The objective of this thesis is to study the deployment of digital cinema for arthouse cinemas and to propose open technical solutions based on free and open source software. We present the impacts of the digital switch for independent distributors and exhibitors. We detail the workflow of the digital cinema specification: from creation of DCP content to the projection system in theaters. This thesis offers two solutions: a projection system based on the VLC media player, and a dematerialized transmission system of DCP from distributors to exhibitors.

L’Accident de Décompression présente un risque majeur pour les plongeurs. Il est admis que la formation de bulles circulantes est à l’origine de l’ADD. Cependant, une forte variabilité inter individuelle existe entre plongeurs, avec une faible corrélation entre bulles et symptômes de l’ADD. Plusieurs mécanismes physiologiques ont été liés à l’ADD, mais aucun d’entre eux ne semble déterminant dans la mise en place de la pathologie. Dans ce contexte, des techniques issues de la médecine de précision pourraient apporter de nouveaux éléments de compréhension.Durant cette thèse, nous avons effectué des études protéomiques afin d’étudier les possibles changements du protéome plasmatique de rats et de plongeurs suite à une plongée avec ou sans ADD, dans le but de trouver de potentiels biomarqueurs de développement précoce de l’ADD. Nous avons de plus mis en évidence une potentielle implication de processus inflammatoires dans la mise en place des symptômes de l’ADD. Un protocole de sélection a ensuite été utilisé dans le but de créer une nouvelle souche de rats résistante à l’ADD. Une résistance à l’ADD est apparue en l’espace d’une génération chez les femelles, deux chez les mâles. Une caractérisation physiologique de la souche résistante a montré une potentielle implication d’une région spécifique du chromosome X, ainsi que des modifications du fonctionnement du muscle lisse vasculaire, de la résistance aux espèces réactives de l’oxygène, de la consommation d’oxygène mitochondriale, et du système immunitaire. Les suites de cette caractérisation se focaliseront sur des études transcriptomiques et génétiques, en particulier sur la région d’intérêt du chromosome X. / Decompression Sickness is one of the most serious hazards for divers. It is usually admitted that DCS origins from circulating bubbles. However, a strong inter-individual variability exists between divers, resulting in a poor correlation between bubble grade and DCS symptoms. Several physiological mechanisms have been linked with DCS, but none of them appeared to be determinant in the onset of the pathology. In this context, medicine precision techniques may offer new insights, with a broader approach.During this thesis, we used proteomics to investigate changes of the plasma proteome of rats and divers during diving, with and without DCS, and aimed at finding biomarkers of early DCS development. We found that acute inflammation may play a role in the onset on DCS, and that proteomics may be fitted to look for new biomarkers. We also used a selection protocol to create a new DCS resistant rat strain, which was significantly more resistant than classic Wistar rats. Moreover, DCS resistance was gained in a matter of only 2 reproductions cycles (only 1 for females), which gives evidence of heritable components of DCS resistance/susceptibility that might be carried out by the X chromosome. A characterization of this DCS resistant strain showed a number of physiological adaptations gained during the selection process. Indeed, DCS resistant rats showed a decreased mitochondrial oxygen global consumption, a decrease of vascular smooth muscle contraction and relaxation as well as a raise of neutrophils count among males.Further characterization of the DCS resistant strain will focus on transcriptomic and genetic studies, especially on the genomic region of interest located on the X chromosome.

Les accidents de désaturation (ADD) résultent de la formation de microbulles dans les tissus lors de la décompression. De nombreux corps de métiers sont concernés par cette problématique : plongeurs, astronautes, tunneliers, personnel médical hyperbare... On observe que ces accidents peuvent survenir alors même que les tables de décompression sont respectées. La détection et la caractérisation des bulles de décompression présentent un intérêt diagnostic potentiel pour la prévention des ADD. Aujourd’hui, la détection de microbulles est réalisée par des personnels de santé expérimentés en utilisant des systèmes Doppler. Cependant, cette approche présente une grande dépendance à l'opérateur et ne permet pas d'obtenir une information quantitative (nombre, taille) sur la distribution des bulles circulantes. Par ailleurs, elle n'est pas adaptée à la détection de bulles tissulaires.Ces limitations conduisent à mettre en oeuvre une méthode ultrasonore bifréquentielle de détection et de caractérisation par mise en résonance des microbulles. Les contraintes de mesure temps-réel, de polydispersité en taille ([1 à 200 μm]) et de sursaturation des tissus imposent d'utiliser des ondes d'excitation de très faibles puissances mais très large bande.Les solutions mises en oeuvre visent d'une part à réduire la complexité de l'instrumentation et d'autre part à prendre en considération la dynamique de l'excitation. Par ailleurs, une solution originale, ayant fait l’objet d’un dépôt de brevet, est développée. Elle permet de s'affranchir de la mise en résonance tout en conservant un caractèrediscriminant séparant bulles et tissus. / Decompression sicknesses (DCS) are a consequence of microbubbles formation in tissues during decompression. Many fields are affected by this issue: divers, astronauts, tunneling, hyperbaric medical staff... It is observed that these accidents can occur even if the decompression tables are respected. The detection and characterization of decompression bubbles have a diagnostic potential for the prevention of DCS. Today, the detection of microbubbles is performed by experienced health workers using Doppler systems. However, this approach has a high dependence on the operator and does not provide quantitative information (number, size) about the distribution of circulating bubbles. Moreover, it is not suitable for the detection of stationary bubbles (tissue bubbles).These limitations lead to the development of a bi-frequency ultrasonic method for microbubbles detection and characterization by setting them into resonance. The constraints as real-time measurements, size polydispersity ([1 to 200 μm]) and saturation of tissues require the use of very low powerful excitation but high bandwidth waves.The solutions implemented are aimed firstly to reduce the complexity of the instrumentation and secondly to consider the dynamics of the excitation. In addition, an original solution, protected by a patent, has been developed. It allows to overcome the measurement of resonance while maintaining a discriminating character between bubbles and tissues.

La morphologie de l’endommagement par cavitation est analysée dans un EPDM non chargé sous différentes conditions de décompression d’hydrogène. Les expériences permettent devisualiser l’évolution de l’endommagement au cours du temps. Les images obtenues sont traitées pour obtenir l’instant d’apparition, le nombre et la distribution de taille des cavités au cours du temps. Elles permettent également de suivre les cinétiques de croissance / décroissance des plus grosses cavités. Le tracé de covariogrammes permet de quantifier la distribution spatiale de ces cavités. L’analyse de cet ensemble de données porte donc sur deux échelles :celle de cavités indépendantes et celle de champs de cavités. A l’échelle de la cavité, les cinétiques expérimentales sont corrélées à des calculs numériques par Eléments Finis en conditions diffuso-mécaniques couplées sur une cellule élémentaire contenant une ou deuxcavité(s). Ces calculs permettent par ailleurs d’éclairer les évolutions locales des champs mécaniques et de concentration de gaz, ainsi que les mécanismes d’interaction entre cavités voisines. Les covariogrammes fournissent des éléments pour estimer les caractéristiques d’un Volume Elémentaire Représentatif (VER) (taille, isotropie) et discuter la représentativité d’untel modèle numérique selon les conditions de décompression. A l’échelle des champs de cavités,les conditions de décompression influencent la répartition spatiale. Le nombre et la taille des cavités augmentent avec la pression de saturation et/ou la vitesse de décompression, et une seconde population de petites cavités apparaît autour des premières sous conditions sévères.L’homogénéité et l’isotropie de la distribution à l’échelle macroscopique sont étudiées. Il est finalement montré que la morphologie des champs de cavités évolue au cours de cycles successifs. Cette analyse fournit des informations pour discuter et renseigner le cadre et les ingrédients de modèles d’endommagement. / The morphology of cavitation is analyzed in an unfilled EPDM under different hydrogen decompression conditions. The experimental device allows a time-resolved tracking of the evolution of damage. Images are processed to obtain the onset time, the number and sizedistribution of cavities over time, and the inflation / deflation kinetics of the biggest cavities.Covariograms quantifies the spatial distribution of cavity fields. The analysis is thus led at two scales: that of independent cavities and that of the full cavity fields. At the cavity scale, kineticsis shown to be identical for independent cavities but different between inflation and deflation.Experimental kinetics is compared to that issued from Finite Element calculations in a cell containing one or two cavities, in coupled diffuso-mechanical conditions. Calculationshighlight the evolution of local mechanical and gas content fields, as well as interaction effects between close cavities. At the scale of cavity fields, the spatial distribution is influenced by the decompression conditions. The number and size of cavities increase with saturation pressure and/or decompression rate and a second population of small cavities is nucleated around the first one under severe decompression conditions. The homogeneity and isotropy of the distribution at macroscopic scale are studied. The influence of cycling on the evolution of cavitation morphology is addressed in the final part. It was finally found that the morphology of cavity fields evolves during successive cycles. The analysis provides information to discuss and to inquire the framework and ingredients of damage models.