Dans le stockage d'énergie, les alternatives aux énergies fossiles sont peu nombreuses. Le stockage d'énergie dans un condensateur, permet d'atteindre de grande puissances électriques, mais pour une densité d'énergie trop faible. La présente thèse à pour objectif la compréhension des nano-céramiques ferroélectriques afin d'augmenter leur densité d'énergie et de se diriger ainsi vers un super-condensateur céramique. Nous avons développé dans un premier temps un modèle par champs effectif moyen du système core-shell. Une fois introduit dans l'énergie libre de Landau, ce modèle donne une idée de la densité d'énergie d'un système ferroélectrique donné. Les calculs - sur quelques pérovskites courantes - indiquent que la densité d'énergie reste relativement faible. Néanmoins nos calculs montrent que l'on peu optimiser le stockage d'énergie dans de telles céramiques en enrobant des grains de forme allongée comme des disques ou des fils. En outre, ce modèle phénoménologique permet d'expliquer de nombreuses mesures expérimentales sur les céramiques, y compris dans le cas ou s'ajoute de la conductivité et de la relaxation de Maxwell-Wagner. Nous nous sommes tournés par la suite vers une modélisation ab-initio : l'Hamiltonien effectif. La modélisation de nano-système core-shell de BaTiO3 a montré la présence d'un paramètre d'ordre particulier : le moment toroïdale. Ce paramètre d'ordre peut impliquer un comportement diélectrique différent. Introduit dans une description phénoménologique de type Landau, ce dernier est responsable de la disparition de la phase orthorhombique dans BaTiO3. La synthèse de nanoparticules de BaTiO3 de formes cubiques et homogènes, nous a permis de faire une série de mesure. Les mesures MET, RAMAN, RX, diélectriques sur les poudres et les céramiques, suggèrent la présences de transitions de phases générées par la présence d'un paramètre d'ordre similaire à celui observé dans modélisation ab-initio.

Plusieurs études rapportent que les personnes ayant un taux élevé de LDL et souffrants d'athérosclérose ont un risque accru de développer l'ostéoporose. Le remodelage osseux est effectué par deux types de cellules. Les ostéoblastes sont responsables de la synthèse de la matrice osseuse et de la régulation de sa dégradation par les ostéoclastes. L'altération de ce processus de renouvellement mène à diverses pathologies osseuses. L'ostéoporose est caractérisée par une faible densité minérale du tissu osseux et une microarchitecture de piètre qualité augmentant les risques de fractures. Les LDL en forte concentration dans le plasma des patients athérosclérotiques subissent une oxydation progressive, ce qui accroit leur réactivité et les rend athérogéniques. Ainsi, le principal objectif de l'étude a été d'évaluer les effets des LDL oxydés (oxLDL), des oxystérols 7β-hydroxycholestérol et 7ketocholestérol et de la Iysophosphatidylcholine (IysoPC) sur les pré-ostéoblastes humains MG-63. Considérant la variété des effets induits par les oxLDL qui étaient rapportés dans la littérature, nous avons émis l'hypothèse que la réponse des ostéoblastes à des concentrations croissantes de oxLDL ne serait pas monophasique. L'exposition des MG-63 à des hox-LDL (LDL fortement oxydées) et au 7β-hydroxycholestérol pendant 48 heures produit une réponse de type hormèse lors des essais de viabilité cellulaire (activité réductrice MTT). Ainsi, il y a augmentation de l'activité réductrice cellulaire à faibles concentrations, effet perdu à fortes concentrations de hox-LDL et de 7β-hydroxycholestérol. Les nLDL (LDL natives) et les mox-LDL (LDL moyennement oxydées) induisent aussi une stimulation de l'activité MTT. Toutefois, celle-ci n'est pas de type hormèse, car il n'y a pas de chute de l'activité MTT à fortes concentrations. Par contre, le 7ketocholestérol réduit l'activité MTT de manière dose-dépendante et la lysoPC n'influence pas l'activité MTT. Contrairement aux nLDL, la stimulation de l'activité MTT par les hox-LDL et les mox-LDL est plus élevée que l'augmentation du nombre de cellules et le taux de division cellulaire (déterminé par la réduction de fluorescence du CFSE mesurée au cytofluoromètre) dans les mêmes conditions. De plus, aucune différence significative de taille cellulaire, de masse mitochondriale ni de l'état lysosomal n'a été observée. Cependant, l'exposition aux hox-LDL provoque une augmentation du potentiel membranaire mitochondrial et la production de ROS. Nous avions comme hypothèse que la stimulation d'activité MTT reflétait les niveaux de ROS cellulaire. Toutefois, une incubation avec l'antioxydant NAC n'a pas d'effet sur l'activité MTT et l'agent pro-oxydant BSO, qui favorise une augmentation de ROS cellulaire, diminue plutôt l'activité MTT. Par contre, nous avons démontré l'expression de l' ARNm d'une f1avoenzyme, la NADPH oxydase NOX-4. Cette enzyme est connue pour produire le radical superoxyde et être stimulée par les hox-LDL. L'inhibition des flavoenzymes avec le DPI a réduit l'activité MTT. De plus, l'analyse de l'autofluorescence des cellules au microscope confocale a permis de constater une augmentation de la fluorescence associée au NAD(P)H. Ces résultats démontrent que les enzymes réductrices dépendantes du NAD(P)H du type flavoenzymes, possiblement NOX-4, jouent un rôle dans l'augmentation du potentiel réducteur cellulaire. Nous voulions aussi vérifier l'hypothèse selon laquelle l'augmentation de la production de ROS induit un stress oxydatif pouvant être dommageable pour les ostéoblastes. Cette hypothèse est appuyée par nos résultats montrant une diminution des groupements thiols réduits (SH-) intracellulaires, de l'activité phosphatase alcaline et l'augmentation de l'expression de l'ARNm de l'enzyme de détoxification métallothionéine en présence de faibles concentrations de oxLDL. Nous proposons le mécanisme suivant: les oxLDL stimulent la production de ROS et des mécanismes intracellulaires associés aux thiols sont enclenchés afin de contrecarrer les effets de ces ROS. Il en découle un stress oxydatif qui oriente l'énergie cellulaire vers la production de NAD(P)H. Le NAD(P)H participe aux activités de flavoenzymes servant à régénérer les groupements thiols, mais il peut aussi être utilisé par la flavoenzyme NOX-4, qui contribue aussi à la production de ROS. Ainsi, les fonctions ostéoblastiques sont perturbées par le stress oxydatif et la réorientation de l'utilisation de l'énergie cellulaire, ce qui contribue à affaiblir la structure osseuse et mène à l'ostéoporose. En effet, les altérations de la prolifération, de la différenciation et de la migration cellulaire témoignent en ce sens. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Athérosclérose, Ostéoporose, oxLDL, Essais MTT, ROS, NADPH, Flavoenzyme, NADPH oxydase, NOX-4, Stress oxydatif, Thiols, Métallothionéine.

Les lipoprotéines sont des molécules sanguines composées de lipides et de protéines dont la fonction est de véhiculer les lipides, dont le cholestérol, vers les cellules de l'organisme. Le maintien de l'équilibre plasmatique en cholestérol est réalisé par le taux de synthèse et de captation qui peut s'effectuer principalement par deux voies. D'abord, la captation globale, est un processus d'épuration totale puisqu'elle consiste en la prise et la dégradation complète des lipoprotéines. Dans le cas des lipoprotéines à apoprotéine B, cette voie fait surtout intervenir le récepteur de lipoprotéine de faible densité (rLDL). Cependant, l'homéostasie cellulaire lipidique peut également être régulée par la voie de la captation sélective qui implique seulement la captation d'une fraction des lipides sans amener la dégradation des molécules protéiques. Cette voie fait intervenir l'action de récepteurs scavengers de classe B dont le scavenger de classe B type l (SR-BI). Le SR-BI, reconnu comme étant un récepteur de lipoprotéines de haute densité (HDL) ayant la capacité de prendre sélectivement les esters de cholestérol (EC), a également été reconnu pour sa capacité à lier et à capter sélectivement les EC d'autres classes de lipoprotéines, dont les LDL natives. Un autre récepteur dans la famille des récepteurs scavengers de classe B, le Cluster of differentiation-36 (CD36) manifeste également son implication dans le métabolisme des lipoprotéines. Cependant, son rôle a surtout été démontré au niveau des LDL oxydées (LDLox). Il aurait aussi une faible implication au niveau du métabolisme des HDL. Son rôle dans le métabolisme des LDL reste encore à être défini. Il est maintenant bien reconnu que de hauts niveaux de LDL plasmatiques ont une corrélation positive avec l'incidence de développement de maladies cardiovasculaires telle que l'athérosclérose. Ainsi, l'objectif du présent projet visait à élucider l'implication de CD36 dans le métabolisme des lipoprotéines de faible densité natives et oxydées à différents degrés. Cette étude a été réalisée grâce il des souris transgéniques déficientes pour le gène CD36 (-/-) et de souris sauvages (+/+) servant de contrôles. Le métabolisme des différentes lipoprotéines a été évalué selon des analyses de clairances plasmatiques. Pour ce faire, des lipoprotéines marquées radioactivement au niveau de leur portion protéique ou lipidique ont été injectées et des échantillons sanguins ont été prélevés pour mesurer la quantité de lipoprotéines résiduelles non métabolisées restant en circulation. Des courbes de clairances plasmatiques ont ensuite été tracées et à partir de celles-ci, le taux catabolique fractionnel (TCF) a été calculé pour chacune des parties (protéique et lipidique) des différentes lipoprotéines afin de quantifier la proportion de lipoprotéines métabolisées par les souris. Au terme de ces analyses, le foie des souris a été récolté et analysé pour son contenu en radioactivité dans le but d'évaluer la contribution de cet organe dans le métabolisme des lipoprotéines à l'étude. Les résultats montrent que les LDL et les LDL légèrement oxydées (LOX) sont soumises à la captation sélective, puisque la partie lipidique est éliminée plus rapidement que la partie protéique. Ce processus de prise sélective n'est toutefois pas retrouvé pour les LDL fortement oxydées (FOX) étant donné une clairance moins rapide en lipides qu'en protéines. L'absence de CD36 a pour effet d'accélérer la clairance de la partie protéique des LDL, mais ralentit de manière importante la clairance des LOX et des FOX. De plus, le foie contribue de façon importante au métabolisme des différentes lipoprotéines, mais le CD36 hépatique ne participe pas à cette prise hépatique. En somme, les LDL sont, en partie, éliminées par la voie de la captation sélective, mais leur oxydation progressive entraîne leur clairance via la captation globale. L'importance de CD36 dans l'élimination des LDL oxydées au niveau extra-hépatique suggère une contribution de ce récepteur dans le développement de l'athérosclérose. ______________________________________________________________________________

L'obésité, avec les conséquences physiologiques qu'elle engendre, est sans doute une des pathologies entraînant le plus grand nombre de décès en Amérique du Nord. On note un accroissement de l'obésité chez les enfants qui semble pouvoir être corrélée au profil lipidique de la mère durant la grossesse. Cependant, les échanges lipidiques placentaires demeurent un volet de la science encore peu étudié. Dans le plasma, le cholestérol est véhiculé via les lipoprotéines, principalement par un certain type, soit les lipoprotéines à faible densité (LDL). Ces LDL natives sont reconnues par le récepteur aux LDL (LDLr) présent à la surface des syncytiotrophoblastes. Chez l'humain, le troisième trimestre de la grossesse associé à une hypercholestérolémie prononcée pouvant avoir comme conséquence d'engendrer des LDL oxydées. Ces particules sont considérées comme étant plus arthérogéniques, puisque leur affinité avec le LDLr est réduite. Ces LDL oxydées sont les ligands d'autres récepteurs soit le « lectinlike oxidized low density lipoprotein receptor-1 » (LOX-1) et le « scavenger receptor type BI» (SR-BI). Par contre, la régulation de l'expression de ces différents récepteurs au niveau du placenta, en cas d'hypercholestérolémie, reste en grande partie inexplorée. Le but de cette étude est de caractériser la régulation de l'expression des différents récepteurs de LDL dans le placenta en fonction du profil lipidique maternel, soit de la concentration de cholestérol plasmatique, de l'indice de masse corporel pré-grossesse (IMC) et du gain de poids (GDP) en cours de grossesse. Les femmes sélectionnées sont dans un premier temps classées selon leur concentration plasmatique (inférieur à 7mM ou supérieur à 8mM), puis rétrospectivement classées selon leur IMC (normal, inférieur ou supérieur à la normale établie), ainsi qu'en fonction de leur GDP durant la grossesse (normal, inférieur ou supérieur à la normale). De plus, l'expression de ces différents récepteurs sera aussi quantifiée chez un groupe de femmes présentant un diabète gestationnel. Enfin, la localisation de ces récepteurs au niveau du syncytiotrophoblaste, soit au niveau de la membrane à bordure en brosse (BBM) ou de la membrane basale plasmique (BPM), sera déterminée. L'expression protéique des différents récepteurs dans le placenta est quantifiée par immunobuvardage de type Western et par immunohistochimie. Les résultats démontrent une diminution de l'expression du LDLr, chez les femmes ayant une concentration de cholestérol >8mM, qui semble être corrélée négativement à l'IMC et au GDP. Inversement, une augmentation de l'expression de LOX-1 est observée chez les femmes ayant une concentration de cholestérol <7mM et semble être corrélée positivement avec l'IMC, mais négativement avec le GDP. L'expression de SR-BI ne semble pas être modifiée. Ainsi, l'environnement placentaire est influencé par les IMC et GDP hors norme, ce qui, à long terme, pourrait être associé à une augmentation des problèmes cardiovasculaires. (Subventionné par IRSC) ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Placenta, LDL, LDL oxydées, LDLr, LOX-1, SR-BI, diabète gestationnel

L'objectif de cette thèse est d'appliquer les méthodes d'approximations stochastiques à l'estimation de la densité et de la régression. Dans le premier chapitre, nous construisons un algorithme stochastique à pas simple qui définit toute une famille d'estimateurs récursifs à noyau d'une densité de probabilité. Nous étudions les différentes propriétés de cet algorithme. En particulier, nous identifions deux classes d'estimateurs; la première correspond à un choix de pas qui permet d'obtenir un risque minimal, la seconde une variance minimale. Dans le deuxième chapitre, nous nous intéressons à l'estimateur proposé par Révész (1973, 1977) pour estimer une fonction de régression r:x-> E[Y|X=x]. Son estimateur r_n, construit à l'aide d'un algorithme stochastique à pas simple, a un gros inconvénient: les hypothèses sur la densité marginale de X nécessaires pour établir la vitesse de convergence de r_n sont beaucoup plus fortes que celles habituellement requises pour étudier le comportement asymptotique d'un estimateur d'une fonction de régression. Nous montrons comment l'application du principe de moyennisation des algorithmes stochastiques permet, tout d'abord en généralisant la définition de l'estimateur de Révész, puis en moyennisant cet estimateur généralisé, de construire un estimateur récursif br_n qui possède de bonnes propriétés asymptotiques. Dans le troisième chapitre, nous appliquons à nouveau les méthodes d'approximation stochastique à l'estimation d'une fonction de régression. Mais cette fois, plutôt que d'utiliser des algorithmes stochastiques à pas simple, nous montrons comment les algorithmes stochastiques à pas doubles permettent de construire toute une classe d'estimateurs récursifs d'une fonction de régression, et nous étudions les propriétés asymptotiques de ces estimateurs. Cette approche est beaucoup plus simple que celle du deuxième chapitre: les estimateurs construits à l'aide des algorithmes à pas doubles n'ont pas besoin d'être moyennisés pour avoir les bonnes propriétés asymptotiques.

Des effets densité-dépendants survenant lors de la croissance d'une population ont le potentiel de réduire cette hausse démographique. De tels effets densité-dépendants peuvent avoir des causes multiples, mais certaines demeurent moins étudiées. Dans cette optique, nous avons analysé les effets de la densité sur le succès reproducteur et la dispersion natale agissant par d'autres mécanismes qu'une limitation de la nourriture. Pour ce faire, nous avons utilisé un suivi sur plusieurs années d'une population de bernaches du Canada (Branta canadensis maxima) nichant dans le sud du Québec. Nos résultats montrent d'une part la présence d'effets densité-dépendants négatifs survenant par hétérogénéité de l'habitat au niveau des risques de prédation et d'inondation des nids. D'autre part, une plus forte densité de couples réduisait leur succès reproducteur, probablement suite à de plus importantes interactions agressives entre ces derniers. Finalement, le risque de prédation des nids variait aussi avec la densité de ceux-ci, de façon positive ou négative selon les prédateurs impliqués. Par ailleurs, malgré une hausse importante de la taille de la population au cours de l'étude, le nombre de couples reproducteurs n'avait pas d'effet sur la distance de dispersion natale des oiseaux. Cependant, la densité de nids à plus fine échelle spatiale influençait la sélection du site de nidification de ces bernaches. Les individus nés dans des parcelles caractérisées par une forte ainsi qu'une faible densité de nids lors de l'année de leur première reproduction dispersaient pour s'établir dans des parcelles de densité intermédiaire, suggérant que des effets bénéfiques de la présence de congénères pourraient aussi être présents. Finalement, nous avons examiné le premier cas connu d'appariement entre frère et sœur chez une espèce d'oie. Bien que non directement reliée à la densité, cette situation pourrait avoir été favorisée par une dispersion natale plus faible que la moyenne chez le mâle de ce couple ainsi que par les fréquentes adoptions observées chez ces oiseaux. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : densité, reproduction, dispersion natale, hétérogénéité de l'habitat, interférence, attraction sociale, densité-dépendance, consanguinité.

Le cholestérol est véhiculé dans le sang par les lipoprotéines de faible densité (LDL), du foie vers les cellules. Ces LDL se divisent en 3 sous-classes (LDL1, LDL2 et LDL3). Elles sont métabolisées soit par captation sélective par le récepteur « scavenger » de classe B, type I (SR-BI) qui permet de capter uniquement leurs esters de cholestérol (EC) ou par captation globale par le récepteur de LDL (rLDL). Des études réalisées par le groupe de Madame Brissette ont démontré que des LDL injectées à des souris et ré-isolées quelques heures plus tard se retrouvent appauvries en EC et sont de plus petites tailles. Ces études ont donc établi le phénomène de la captation sélective des EC des LDL in vivo. Le sujet de ce mémoire est l'étude de l'effet de la captation sélective sur les LDL1, LDL2 et LDL3. Pour cela, des souris CD1 ont été injectées avec 3 mg de LDL1, LDL2 et LDL3 natives et 5 heures plus tard, les LDL modifiées ont été isolées par ultracentrifugation. Le travail expérimental subséquent a permis de déterminer les caractéristiques de chacun des types de LDL à savoir leur composition chimique par dosage enzymatique; taille par électrophorèse sur gradient de gel de polyacrylamide; densité par la procédure de Terpstra; charge selon leurs migrations sur gel d'agarose-barbital; niveau d'oxydation des LDL après une incubation avec du CuSO4; capacité à accepter les EC des HDL3 par la protéine de transfert des esters de cholestérol (CETP); activité de captation sélective des EC de SR-BI des cellules HepG2 envers les différents types de LDL et leurs affinités de liaison pour le rLDL. Les résultats ont démontré qu'il y a une diminution de 15% en EC pour les LDLt modifiées et de 58% et 41% en triglycérides (TG) pour les LDL1 et LDL2 modifiées. Il y a eu également un enrichissement en cholestérol total (CT) et cholestérol libre (CL) pour chacune des 3 sous-classes de LDL modifiées. Les résultats ont également démontré que, par rapport à leurs formes natives respectives, les LDL1 modifiées sont plus denses, plus petites et sont chargées plus négativement, les LDL3 modifiées sont moins denses, plus grosses et plus chargées négativement, alors que les LDL2 modifiées sont moins chargées négativement et ne démontrent pas de différence de taille et de densité. Toutes les sous-classes de LDL modifiées semblent être plus sensibles à l'oxydation, ce qui à première vue semble néfaste. Les résultats de transfert des EC des HDL3 vers les sous-classes de LDL ne démontrent aucune différence significative entre les différentes sous-classes natives et modifiées mais il y a 11% moins de transfert des EC aux LDL3 natives qu'aux LDL1 natives et une tendance à la diminution pour les LDL3 natives par rapport aux LDL2 natives. L'étude in vitro avec des cellules HepG2 a démontré qu'il y a une augmentation de 90% de la captation sélective pour les LDL1 modifiées alors qu'il y a une diminution de 46% pour les LDL2 modifiées, par rapport à leurs formes natives. Aussi, une augmentation de 56% d'affinité de liaison envers le rLDL est observée pour les LDL1 et LDL2 modifiées, par rapport à leurs formes natives. Ainsi, la captation sélective des EC dans la circulation sanguine par le SR-BI favoriserait la dégradation des LDL1 et LDL2, in vivo, ce qui est bénéfique pour l'organisme et permettrait donc la réduction des risques cardiovasculaires. D'autres études sont nécessaires afin de tester les LDL3 sur les cellules HepG2. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : captation sélective, SR-BI, rLDL, sous-classes de LDL.

Les polyoxovanadates fonctionalisés (POVs) présentent des structures de type cœur – cluster super-octahédral à l’échelle nanométrique, des propriétés électroniques et magnétiques facinantes, de nombreux isomers possédant des propriétés thermodynamiques de type réduction – oxydation et des applications catalytiques prometteuses. Parmi ces différentes propriétés, nous nous sommes intéressées aux propriétés de transfert de charge et de fluorescence. Cependant, comprendre des comportements de transfert de charge, et des mécanismes de fluorescence de ces héxavanadates fonctionnalisées est un encore véritable challenge.La diffraction des rayons X haute résolution permet l’analyse des propriétés électroniques et topologiques, et représente une méthode performante pour étudier les liaisons chimiques et la réactivité chimique, basées sur la détermination des propriétés électroniques et électrostatiques. Par conséquent ces propriétés ont été déterminées pour des polyoxovanadates et sont discutées au niveau atomique.Dans ce manuscrit, nous présentons les résultats de : i) la densité électronique expérimentale, la topologie et les propriétés électrostatiques de deux hexavanadates fonctionnalisées (V6), [(C4H9)4N]2[V6O13{(OCH2)3CCH2OCCH2CH3}2] (V6-C3) and Na2[V6O13{(OCH2)3CCH2OH}2]·3.5H2O (V6OH) ; ii) les calculs théoriques ab initio, d’une série de composés fonctionnalisées (V6) et du décavanadate (V10). Les informations chimiques déduites de l’analyse de la densité électronique sont utilisées pour une meilleure compréhension de la distribution de la densité de charge, des propriétés de fluorescences, du comportement en terme de fonctionnalisation, et des propriétés biologiques. / The functionalized polyoxovanadates (POVs) exhibit nanoscale superoctahedral cluster-core structures, fascinating electronic and magnetic properties, various thermodynamically stable redox isomers, and potential catalytic capabilities. Among of the various properties, we are interested in the charge transfer and fluorescent properties. However, understanding such a charge transfer behavior and fluorescence mechanism of these functionalized hexavanadates is still a formidable challenge.High resolution X-ray crystallography allows the analysis of the electronic and topological properties, and provides a method to study the chemical bonding and chemical reactivity based on charge density and the electrostatic properties determination. Experimental and theoretical charge density analysis of functionalized polyoxovanadates has been carried out and the related properties have been discussed at the atomic level.In this manuscript, we present the results of: i) experimental charge density and related electronic and topological properties of two functionalized hexavanadates (V6), [(C4H9)4N]2[V6O13{(OCH2)3CCH2OCCH2CH3}2] (V6-C3) and Na2[V6O13{(OCH2)3CCH2OH}2]·3.5H2O (V6OH); ii) theoretical calculations on a series of functionalized V6 compounds, and decavanadate (V10). The chemical information from charge density analysis is used for a better understanding of the charge density distribution, charge transfer, fluorescent properties, functionalization behavior, and biological activities.

La propagation des incendies à l’échelle de locaux et de villes est un enjeu majeur. Elle est notamment conditionnée par l’inflammation des matériaux dans les locaux attenants au sinistre. Cette dernière résulte de l’allumage du mélange gazeux combustible issu de la décomposition thermique de la phase condensée.Deux types d’inflammation sont définis dans la littérature : l’inflammation pilotée par la présence d’une source d’allumage, et l’auto-inflammation, résultant de l’emballement de la réaction dans la phase gazeuse. L’auto-inflammation joue un rôle majeur dans le contexte d’une propagation de local à local. Toutefois, ce processus n’a été que très peu étudié expérimentalement du fait de sa complexité et seules des analyses théoriques sont aujourd’hui disponibles concernant les phénomènes en jeu.L’enjeu de la présente étude est de caractériser les régimes d’autoallumage en fonction de différentes typologies de solide (comportement thermique et cinétique), afin de mieux comprendre leurs processus et leurs conditions d’occurrence. Cette compréhension fine permet alors de développer des modèles plus globaux de propagation pour une considération déterministe du risque incendie à l’échelle urbaine.Le caractère bref et local de l’auto-inflammation impose le choix d’une méthode de résolution complète des écoulements, des transferts et de la chimie. La Simulation Numérique Directe (DNS) a donc été sélectionnée afin de capter ces phénomènes, avec l’introduction d’une cinétique fine et non infiniment rapide de la décomposition thermique et de la combustion. / Fire propagation on the scale of buildings and cities is a major stake. It is conditioned by the ignition of solid fuels in rooms adjacent to the one where the disaster originally takes place. The ignition is so piloted by the initiation of the combustion reaction of the gaseous mixture stemming from the thermal decomposition of the condensed phase induced by heat transfer.Two types of ignition are defined in the literature: piloted-ignition related to the presence of a hot spot and auto-ignition resulting from the thermal runaway within the gas phase. The auto-ignition plays a major role in the context of fire spread between rooms. However, this process has been very little experimentally studied, because of its complexity, and only theoretical analyses were lead concerning the phenomena which take place during solid fuels auto ignition.The aim of the present study is to characterize auto-ignition regimes according to various solid typologies (regarding to thermal and kinetic behaviour) in order to understand better their processes and their occurrence conditions. Thereby, this fine understanding allows to develop global models of fire spread for a deterministic consideration of the fire hazards at urban scale.The brief and local character of the auto-ignition requires the choice of a complete resolution for flows, transfers and chemistry. Thus, the Direct Numerical Simulation (DNS) was selected to capture the phenomena, with the introduction of a fine and non-infinitely fast chemistry of thermal decomposition and combustion.

Les sols sableux peuvent constituer une réserve potentielle de sols cultivables mais leur mise en valeur entraîne toujours des dégradations de la structure et une baisse du potentiel agricole. Une dégradation très fréquente est l’affaissement des couches labourées sous l’action de la pluie, ou slumping. Notre objectif était d’identifier les mécanismes et les facteurs déterminants du slumping afin de proposer des techniques de prévention. L’étude a été conduite sous pluies naturelles (au champ) et simulées (au laboratoire). Au champ, la cinétique d’évolution des caractéristiques hydriques et physiques du sol a été suivie après un labour à 20 ou à 40 cm de profondeur, dans un sol sableux tropical Thaïlande. Au laboratoire, un sol cultivé modèle a été élaboré dans un cylindre (h et Ø = 20 cm) à partir i) du sol prélevé dans le champ expérimental, ii) de la fraction sable (> 50 μm) extraite de ce même sol. Les sols modèles ont subi des pluies d’intensité variable (de 20 à 120 mm/h) après mise en place sur une table à succion (20 à 90 hPa). Le slumping se produit lorsque deux conditions sont réunies: (1) l’eau doit atteindre un potentiel proche de 0 hPa ce qui réduit la cohésion et aboutit à un équilibre fragile du sol comme décrit par la physique des milieux granulaires; (2) ce potentiel doit être maintenu assez longtemps pour qu’une instabilité se produise et entraine une brusque et importante diminution de la cohésion, donc l’effondrement du matériau. Si la fraction fine (<50 μm) est retirée du sol, aucun effondrement n’est observé, démontrant l’importance de cette fraction limonoargileuse, pourtant minoritaire (<10-15 % en masse), dans l’instabilisation et le slumping. La prévention du slumping et la gestion des sols sableux sont discutées en guise de conclusion. / The sandy soil can serve as a potential reserve for cultivation. However, they are often considered as marginal because prone to have low productivity and problems of structure degradation. One of the degradations is compaction caused by rainfall or irrigation, which is called slumping. Our objective is to identify the processes and factors that affect slumping. The study had been done under natural conditions (field) and simulated conditions (laboratory) respectively. In the field, a tropical sandy soil in Thailand was selected. After 20 cm and 40 cm depth tillage, the dynamic of hydraulic and physical characteristics were measured. In laboratory, a cultivated soil model was build in a cylinder (height and diameter was 20 cm). We used two materials: 1) the original soil from the experiment field site, and 2) the sand fraction (> 50 μm) extracted from this soil. These model soils were submitted to rainfalls with different intensity (20 to 120 mm h-1), combined with different suction (20 to 90 hPa) on a suction table which can support the cylinder. The slumping for soil happens when two conditions were met: 1) the water potential reached a threshold value near 0 hPa. In this value, the soil cohesion decreased and a fragile equilibrium conditions were reached according to granular material theory; 2) the potential value was kept long enough and the cohesion continue decrease until they can no more support the equilibrium, so slumping happens. Surprisingly, in our treatment, when the fine particles (<50 μm) were taken out from the soil, no slumping was observed. This demonstrates the particles of clay and silt are very important to soil stability, even their content were very low as less than 10 percent. The possible ways to prevent slumping and management of sandy soils are also discussed.