Parmi les procédés de fabrication continue, l’extrusion par fusion à chaud est une technique dont l’intérêt dans le domaine pharmaceutique est grandissant. Ce procédé permet la formation des dispersions solides des substances actives au sein des matrices polymériques ou lipidiques. En fonction de l’excipient et de la substance active, cela peut être largement utilisé pour la conception des systèmes: (i) pour une libération immédiate, (ii) pour une libération modifiée et (iii) pour le masquage de goût. Les systèmes à libération modifiée sont des dispositifs intéressants qui permettent d’améliorer la biodisponibilité de la substance active, son efficacité ainsi que l’observance des patients. En fonction de la nature de l’excipient, différents systèmes avec des mécanismes de libération variés peuvent être produit, notamment des matrices inerte, érodable ou gonflante. Le poly éthylène oxide est un polymère semi- cristallin et hydrophile qui peut être utilisé pour la libération contrôlée. Son point de fusion compris entre 63 et 67 °C le rend adapté pour l’extrusion. Surtout, ses capacités de gonflement permettent d’administrer la substance active de façon contrôlée en fonction du poids moléculaire du poly éthylène oxide. Les objectifs de ce travail sont (i) d’étudier l’impact des paramètres critiques du procédé (température d’extrusion et vitesse des vis d’extrudeuse) sur le profil de libération de la substance active, (ii) de déterminer l’impact des paramètres de formulations (poids moléculaire du poly éthylène oxide, charge et type de la substance active) sur le profil de libération de la substance active et (iii) d’évaluer des formes galéniques solides conçues par le procédé d’extrusion à celui de la compression directe. Il a été montré que la variation de la température d’extrusion et de la vitesse des vis altérait l’apparence de l’extrudat et ainsi la distribution de la substance active au sein de l’extrudat. Il s’est avéré dans notre étude que la libération de la substance active n’était pas particulièrement affectée par ces changements de température et vitesse de vis de l’extrudeuse. De plus, cette étude a permis de fixer les paramètres pour les projets suivants: température 100 °C ; vitesse des vis 30 rpm ; longueur de la forme galénique 1 cm. Des extrudats de poly ethylène oxide contenant 10 % de théophylline et du poly éthylène oxide de 100 à 7000 kDa ont été utilisés dans ce travail. Il a été observé que lorsque le poids moléculaire du poly ethylène oxide augmente de 100 à 600 kDa, la libération en substance active diminue de façon importante alors qu’une augmentation jusqu’à 7000 kDa ne diminue que légèrement la libération. Des études du gonflement ont montré que ce phénomène corrélait aux variations de volume de la partie opaque de l’extrudat (gel non transparent et cœur solide). / Among continuous manufacturing processes, hot melt extrusion is a technique with growing interest in the pharmaceutical field. This process enables the formation of solid dispersions of many drugs within a polymeric or lipidic carrier. Hot melt extrusion can be widely used for different issues using the appropriate carrier and drug. Here are the mostly used concepts in pharmaceutical solid dosage forms: (i) immediate release, (ii) modified release and (iii) taste masking. Modified release systems have been taken into account to be very interesting devices for the improvement of drug- bioavailability, drug- efficacy as well as the patient compliance. Various systems with different release mechanisms can be manufactured, depending on the nature of the carrier (inert, erodible, and swelling matrices). Poly ethylene oxide is a semi crystalline and hydrophilic polymer which can be used to control drug delivery. The poly ethylene oxide melting point ranging from 63 to 67 °C makes it suitable for hot melt extrusion. Importantly, the swelling capacities of the hydrophilic poly ethylene oxide matrices are able to deliver drug in a time controlled manner, in respect of the poly ethylene oxide molecular weights. The purposes of this work were (i) to study the impact of critical process parameters (extrusion temperature and screw speed) on the drug release behavior, (ii) to determine the impact of formulation parameters (poly ethylene oxide molecular weight, nature of drug and drug loading) on drug release kinetics, and (iii) to evaluate solid dosage forms prepared by hot melt extrusion versus direct compression. Interestingly, the variation of the extrusion temperature and the screw speed leads to the altering of the extrudate appearance and thus the distribution of drug into the extrudate. However, this changing has not influenced the drug release remarkably. Thus, this study was useful to set the parameters for the following projects (temperature 100 °C; screw speed 30 rpm; dosage form size 1 cm). Poly ethylene oxide hot melt extrudates containing 10 % theophylline and based on 100 - 7,000 kDa poly ethylene oxide are used for this thesis. Importantly, the drug release decreased substantially with the increase of the poly ethylene oxide molecular weight from 100 to 600 kDa. However, further increasing of the molecular weights leads to only a slight decrease in the release rate. Swelling studies have shown that this phenomenon correlated with the change in volume of the opaque part of the extrudates (non-transparent gel and solid core).

En France, le gisement de déchets bois produits au sein des entreprises de première et seconde transformations est estimé à environ douze millions de tonnes par an. Soixante pourcent de ces déchets proviennent essentiellement des scieries sous forme de sciure, de copeaux de bois. Actuellement, il existe différentes filières de valorisation de ces déchets plus ou moins nocives à l'environnement. Un nouvel enjeu est donc de trouver des voies et moyens permettant une valorisation durable et conséquente de ces déchets. Dans ce contexte, la région Nord-Pas-de-Calais a initié un projet visant à la valorisation de ces déchets en élaborant de nouveaux matériaux de construction à base de sous-produits bois. Les objectifs de ce travail de thèse sont de développer des composites à base de pâte cimentaire et de sciure de bois issus de l'essence de Peuplier. Ces composites sont destinés à être utilisés comme éléments de maçonneries porteuses et sont assujettis à des critères de résistances mécaniques fixés par la norme française. La caractérisation de l'influence de la sciure sur les propriétés mécaniques, rhéologiques et physico-chimiques d'un mortier a été effectuée en substituant le sable par de la sciure à des taux variant de 10 à 100\%. Les résultats obtenus ont montré une perte de résistance mécanique avec l'augmentation du volume de bois dans le mélange due à des phénomènes chimiques et physiques. Néanmoins les résistances obtenues pour des taux de substitutions importants (50 à 60\%) restaient conformes à la norme. Ces résultats ont conduit à l'optimisation d'une formulation de mortier de bois extrudable à l'aide d'une extrudeuse à piston. Afin d'appliquer le développement de ces composites à l'échelle industrielle, la sciure de bois a été introduite dans une formulation de micro-béton servant à la production de blocs de béton industriels mis en forme par vibrocompactage. Les résultats obtenus ont montré que jusqu'à 50 \% de substitution du sable par la sciure, les résistances mécaniques étaient conformes. La caractérisation thermique des blocs a montré une capacité isolant intéressante. / In France, the waste wood deposit product in companies of first and second transformation is estimated at about twelve million tons per year. 60\% of this waste comes mainly from mills in the form of sawdust and wood chips. There are many methods of recovery of such waste, which in turn causes environmental problems through the use of products harmful to the environment. A new challenge is to find ways and means to sustainable and consistent recovery of such waste. A new challenge is to find ways and means to sustainable and consistent recovery of such waste. The recovery of such waste in construction materials could be a sustainable solution. In this context, the Nord-Pas-de-Calais Council initiated a project for the recovery of such wastes by developing new building materials from wood byproducts. This thesis has been intended to develop biocomposites based on cement paste and sawdust resulting from Poplar species. These biocomposites are designed for be used as part-bearing masonry and are subject to mechanical strength criteria set by the French standard. The study of the influence of sawdust on the mechanical, rheological and physico-chemical of a mortar was performed by replacing the sand by sawdust at rates ranging from 10 to 100 \%. The results obtained showed a loss of mechanical strength with increasing volume of wood in the mixture generated by chemical phenomena. However the compressive strength obtained for significant substitution rate (50 to 60\%) were in accordance with the French standard. These results led to the optimization of a wood mortar formulation met can be extruded using a ram extruder. In order to apply the development of these biocomposites in an industrial scale, the sawdust was introduced into a formulation of micro-concrete used in the production of industrial concrete blocks manufactured by vibro-compaction. The results showed that up to 50\% of substitution of sand by the sawdust, the mechanical properties were compliant. The thermal characterization of the blocks showed an interesting insulation capacity.

L’objectif de ces travaux est de développer une nouvelle voie de valorisation de différents coproduits agricoles et forestiers. L’étude s’est focalisée sur l’étape de séparation entre les hémicelluloses et les lignines contenues dans des extraits aqueux obtenus par extrusion bi-vis. La technologie bi-vis du fait de sa modularité a été choisie pour évaluer différentes conditions d’extraction. Les essais ont été menés afin de mettre en évidence l’influence des effets mécanique, thermique et chimique sur l’extraction des hémicelluloses à partir des différentes matrices végétales étudiées. Les travaux ont été conduits soit en conditions hydrothermales, eau sous pression et haute température, soit en conditions faiblement alcalines pour extraire des molécules les plus natives possibles. Ceci a permis d’identifier les conditions d’extraction les plus favorables en fonction des caractéristiques de chacune des biomasses. Dans un second temps, les extraits obtenus, contenants des hémicelluloses et des composés phénoliques, ont été purifiés au moyen de méthode de fixation sur résines d’échange d’ions et d’adsorption. Les travaux se sont focalisés sur la compréhension des mécanismes de fixation des molécules avec des solutions modèles contenant un ou plusieurs solutés. La cinétique et les isothermes d’échanges ont été évaluées pour l’acide férulique, l’acide coumarique et la lignine. Les résultats ont ensuite été comparés à ceux obtenus avec les extraits alcalins. Cette étude a permis d’identifier les mécanismes d’échanges qui interviennent lors de la séparation des complexes lignine-polysaccharides. / The objective of this work is to validate a new way of valuing various agricultural and forestry coproducts. Study was devoted on the separation of lignin and hemicelluloses contained in extracts obtained by twin-screw extrusion. Twin-screw technology has been chosen to evaluate different extraction conditions. Trial conditions have been adopted in order to highlight the influence of mechanical, thermal and chemical effects on the extraction performances for various plant matrices. Efforts have been made to give priority to mild extraction conditions in the interest of preserving the integrity of the extracted polymers and limiting the environmental impact. Thus hydro-thermal extraction tests without chemical solvents were compared to more conventional alkaline extraction to evaluate their efficiency. This identified the most favorable extraction conditions according to the characteristics of each biomass. The extracts, with hemicelluloses and phenolic compounds, were purified with ion exchange and adsorption resins. Work focused on mechanisms fixations characterization with model solutions conditions containing one or several molecules. Kinetic and isotherm were determined for lignin, coumaric acid and ferulic acid. Then, results were compared to results obtained with the extracts. This study allowed to identify the mechanisms involved in the separation of the lignin-carbohydrates complex.

The master’s thesis submits a technological project of production of splined sleeve used in automotive as a component of propeller shaft. The part is made of steel ČSN 11 523 by bulk forming technology in an annual production series of 20 000 pieces. Production process was designed in four operations, after the second operation there was recrystallization annealing included for regeneration of plasticity before following extrusion. There were made technological calculations for these production operations. Operations were projected to be done by common one-operation press machines available in local manufacturing facility. For all the operations were designed functional tools and tools setups. In conclusion, there was performed technical-economic evaluation. As emerged from this evaluation the final amount of total production costs for one piece is 131,- Kč. When 9 393 pieces are produced, the production series reaches to the break-even point and then the profit starts to be generated.

The project presents a proposal for the technology of production of the pressure filter casing used in hydraulic systems, which is made of non-alloy carbon steel 12 020. With the help of a literature study of cold extrusion and calculations, the production of the component was designed, which will take place in two operations. Before each operation, the surface treatment is performed by phosphating and soaping and inter-operational annealing must take place. Tool sets were designed for both operations and a press was selected from the company's machine park with a nominal force of 25,000 kN. Finally, a technical and economic evaluation was proved, which shows that the price of production of one piece is CZK 187. The turning point was set at 3 497 pieces per year.

OSTŘÍŽEK Lukáš: Bulk forming technology of thread insert The Master's degree project, 2nd form, summer semester, academic year 2009/2010, educational group 5O/60 Mechanical Engineering - Manufacturing Technology, Brno University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Technology, Dept. of Metal Forming and Plastics, May 2010. This project solves the manufacturing process of " Thread insert " part by technology of bulk forming. Part is made of 11 320 5R steel. Semifinished product has cylinder shape with dimensions of O13,5h11 – 9,1±0,2 mm. This part is made during five bulk forming operations on the HATEBUR AKP 3-5.

Les cellules épithéliales changent en forme et en nombre au cours de divers processus morphogénétiques pendant le développement. La dynamique du réseau d’acto-myosine en interaction directe avec les jonctions adhérentes (JA) est à la base de ces mouvements cellulaires. Cependant, les mécanismes qui régulent cette dynamique cellulaire et moléculaire dans l’espace et le temps sont peu étudiés. Durant les stades précoces de l’ovogenèse chez la drosophile, le follicule ovarien est une sphère composée d'un cyste germinal recouvert d'un épithélium folliculaire monocouche d'origine somatique. Aux pôles de cette structure, un groupe de cellules, les Cellules Polaires (CP), sont produites en excès (3-6 cellules) au début de l'ovogenèse, et ensuite subissent une mort cellulaire programmée apoptotique entre les stades 2 et 4 de l’ovogenèse. De cette façon, à partir du stade 5 tous les pôles contiendront 2CP. Les CP sont l’unique source de sécrétion du ligand de la voie de signalisation JAK/STAT, Unpaired. Notre équipe a démontré que l’activation autonome et non-autonome cellulaire de la voie JAK/STAT est nécessaire pour l'apoptose développementale des CP. Grâce à l’utilisation de l’imagerie confocale en temps réel ainsi que sur des tissus fixés, j’ai établi une séquence d’évènements stéréotypés qui a lieu pendant l’élimination des CP surnuméraires. Trois phases ont été identifiées dans cette séquence: 1) une phase lente de remodelage cellulaire dépendante de la voie de signalisation JAK/STAT au cours de laquelle chaque CP à être éliminée est totalement enveloppée par les CP voisines (plus de 7h) ; 2) une phase d’activation de la cascade canonique de l’apoptose, commençant lorsque la PC est entièrement enveloppée, suivie d’un détachement puis d’une extrusion latérale des corps apoptotiques (1h) ; et 3) une phase de phagocytose des corps apoptotiques par les Cellules Folliculaires (CF) voisines (plus de 5h). Ensuite, en utilisant une approche gènes candidats, j’ai effectué des perturbations génétiques de la Myosine, de la Cadhérine et de différents régulateurs de l’Actine dans les CF et/ou dans les CP, ainsi que des analyses de la dynamique de certaines de ces molécules. Ces expériences m’ont permis de déterminer que la fonction de ces molécules est nécessaire dans les CF pour le processus d’élimination des CP surnuméraires. Finalement un lien entre la signalisation JAK/STAT et la dynamique de la Myosine a été mis en évidence. / Epithelial cells change in shape and number over the various morphogenetic processes occurring during development. The dynamics of the acto-myosin network in direct interaction with adherens junctions is the basis of these cell movements. However, the mechanisms regulating these cellular and molecular dynamics in space and time have not been much studied. During the early stages of oogenesis in Drosophila, the ovarian follicle is a sphere composed of a germline cyst surrounded by a mono-layered follicular epithelium of somatic origin. At the poles of this structure, a group of cells, the Polar Cells (PCs), which are produced in excess (3-6 cells) during early oogoenesis, undergo apoptotic programmed cell death between stages 2-4 of oogenesis, thus that as of stage 5 all poles contain exactly 2 PCs. PCs are the only source of the secreted ligand of the JAK/STAT signaling pathway, Unpaired. Our group has demonstrated that cell autonomous and cell non-autonomous activation of the JAK/STAT pathway is necessary for this developmental apoptosis. Through the use of confocal imaging in real time and on fixed tissues, I established a stereotyped sequence of events that occurs during the elimination of supernumerary PCs. Three phases were identified in this sequence: 1) a slow phase of cellular remodeling dependent on JAK/STAT signaling in which the PC to be eliminated is completely enveloped by its PC neighbors (more than 7 hours); 2) activation of the canonical apoptosis cascade, occurring when the PC is fully enveloped, followed by cell detachment and lateral extrusion of apoptotic corpses (1h); and 3) phagocytosis of apoptotic corpses by the surrounding Follicular Cells (FCs) (over 5 hours). Then, using a candidate gene approach, I conducted genetic perturbation of Myosin, Cadherin and actin regulators in the FCs and/or PCs, and the analysis of the dynamics of some of these molecules. These experiences allowed me to determine that the function of these molecules is required in FCs for the process of elimination of supernumerary PCs. Finally, evidence obtained suggests a link between JAK/STAT signaling and Myosin dynamics.

Les zéolithes sont des solides microporeux cristallins largement utilisés en adsorption, catalyse, échange ionique et comme tamis moléculaires. Les zéolithes hydrophobes purement siliciques (zéosils) peuvent être utilisées pour le stockage et l’absorption de l’énergie mécanique par intrusion d’eau à haute pression. En fonction du système “zéosil-eau”, lorsque la pression est relâchée (extrusion), le système peut restituer, dissiper ou absorber l’énergie mécanique fournie pendant la compression (intrusion) et donc, il peut montrer un comportement de type ressort, amortisseur ou pare-chocs. Récemment, il a été remarqué que l’intrusion de solutions salines peut améliorer considérablement les performances énergétiques de ces systèmes par une augmentation de la pression d’intrusion. Pendant ce travail, l’intrusion d’eau et de solutions de LiCl a été étudiée pour différentes zéosils pour mieux comprendre la relation qui existe entre la structure des zéosils (dimension des pores, type et dimensionnalité du système poreux) et le comportement ou les performances énergétiques du système “zéosil-liquide intrusé”.Les expériences avec des zéosils qui présentent une structure à cage ont confirmé une pression d’intrusion plus faible par rapport à celles observées par les zéosils ayant une structure à canaux. La pression d’intrusion augmente fortement avec la concentration de LiCl pour les zéosils caractérisés par de petites ouvertures des pores, spécialement pour ceux qui ont des cages, tandis que cette augmentation est plus faible lorsque de grandes ouvertures de pores sont présentes. Il a été aussi montré une influence de la concentration du sel sur le comportement, probablement, due à la nature particulière des solutions très concentrées. / Zeolites are microporous crystalline solids widely used in adsorption, catalysis, ion exchange and molecular sieving. Hydrophobic pure-silica zeolites (zeosils) can be used for mechanical energy absorption and storage by high pressure intrusion-extrusion of water. Depending on the “zeosil-water” system, when the pressure is released (extrusion), the system is able to restore, dissipate or absorb the supplied mechanical energy during the compression step (intrusion) and therefore to display a spring, shock absorber or bumper behavior. Recently, it was found that the use of aqueous salt solutions could considerably improve the energetic performances of such systems by an increase of the intrusion pressure.In this work the intrusion of water and LiCl solutions was studied for different zeosils in order to understand the relationship between the structure of zeosils (pore size, pore system type and dimensionality) and the behavior or the energetic performances of “zeosil-liquid” systems. The experiments with cage-type zeosils confirmed a lower intrusion pressure in comparison with channel-type ones. The intrusion pressure strongly increases with the LiCl content for the zeosils with small pore openings, particularly, for the cage-type ones, while for larger pores this increase is less important. An influence of salt concentration on the behavior of “zeosils-liquid” systems probably due to the particular nature of highly concentrated solutions was also shown.

Dans une logique d’éco-conception et de développement durable, de nombreux travaux ont pour objectif l’étude de polymères biosourcés. Parmi les recherches menées à ce jour, une piste d’étude consiste à les structurer aux échelles micro et nanoscopiques tout en valorisant certaines de leurs propriétés spécifiques, l’objectif étant la création de matériaux à propriétés fonctionnelles originales et performantes. Dans ce contexte, une attention particulière a été portée sur l’utilisation du dioxyde de carbone supercritique (CO2-sc). En effet, sa capacité à se solubiliser en grande quantité dans de nombreux polymères et donc d’en modifier les propriétés (viscosité, tension interfaciale, …) peut permettre une amélioration des matériaux composites fabriqués. Ce projet s’intéresse plus particulièrement à l’élaboration d’assemblages de biopolymères nanostructurés et revêt deux enjeux principaux : (1) la synthèse de nanoparticules de biopolymères (dans notre cas, du chitosane), (2) l’élaboration d’assemblages de biopolymères nanostructurés. La première étape a consisté à concevoir et développer de nouveaux procédés de génération de nanoparticules de chitosane par des procédés utilisant le CO2-sc soit comme antisolvant soit comme agent de dissolution et d'atomisation. Pour la deuxième étape, des films composites à base de poly (acide lactique) PLA et de poly (hydroxybutyrate-co-valérate) PHBV ont été préparés par la voie hot-melt par extrusion bi-vis. Des analyses thermiques, moléculaires et structurales, morphologiques et de granulométrie ont permis de caractériser les films biocomposites ainsi produits. / In a logic of eco-design and sustainable development, many works aim to study the bio-sourced polymers. Among these studies, a promising concept consists in structuring materials at micro and nanoscales while enhancing some of their properties, the objective being the creation of original materials with improved functional properties and performance. In this context, particular attention has been paid to the use of supercritical carbon dioxide (sc-CO2). Its ability to dissolve into many polymers in large quantities and thus to change their properties (viscosity, interfacial tension, ...), can improve both the composite material and its manufacturing process. This project focuses on the development of nanostructured biopolymers and addresses two main issues: (1) the synthesis of biopolymer nanoparticles (in this case, chitosan), and (2) the development of nanostructured biopolymers. The first step consisted in designing and developing new processing methods to generate biopolymer nanoparticles, using sc-CO2 as antisolvent agent or as dissolving and atomizing agent. For the second step, poly (lactic acid) PLA and poly (hydroxybutyric-co-hydroxyvaleric acid) PHBV based composite films were prepared by a hot-melt process by twin-screw extrusion of the nanoparticles and the matrix. Thermal, molecular and structural analysis, as well as morphological and particle size distribution studies allowed a good characterization of the biocomposite films.

Les copolymères à blocs contenant une partie souple et une partie dure constituent aujourd'hui une classe de matériaux très attractifs en raison de leurs propriétés résultant de la combinaison de deux homopolymères de nature différente. Dans le cadre des copolymères à blocs à forte teneur en polydiméthylsiloxane (PDMS), une méthode de synthèse originale en deux étapes, compatibilisation puis extension, a été développée. Respectueuse de l'environnement grâce à l'utilisation du procédé d'extrusion réactive, cette approche ouvre une nouvelle voie vers le développement d'élastomères thermoplastiques. L'objectif de cette thèse est d'élaborer à l'état fondu des copolymères à blocs à base de PDMS silicone à partir de la réaction époxy-amine puis, par une réaction d'allongement d'obtenir un matériau avec une forte proportion en PDMS. Dans un premier temps, une étude de la réaction époxy-amine sur molécules modèles a été réalisée à partir d'oligodiméthylsiloxanes α,ω- fonctionnalisés époxy et d'une alkylamine. Indépendamment de la température et du ratio molaire, la réaction a permis d'obtenir des copolymères greffés de type (A2B2)n. Dans un deuxième temps, cette stratégie a ensuite été appliquée à des systèmes polymères tels que le polyéthylène et le polyamide. A cette échelle, la réaction s'est produite et conduit à des produits de type (A2B2)n. Dans un troisième temps, l'ensemble des copolymères synthétisés ont été étudiés lors de la réaction d'allongement, basée sur l'insertion de siloxanes cycliques à l'aide d'une superbase. Dépendante de la température et de la quantité de catalyseur, cette réaction a été étudiée sur molécules modèles et sur des systèmes polymères / Nowadays hard-soft block copolymers consist of a very attractive material class because of their properties resulting of the combination of two different homopolymers. In the case of block copolymers with on a high polydiméthylsiloxane (PDMS) content, an innovative 2-step synthesis method, compatibilization and extension, has been developed. Using an environmental friendly route such as a reactive extrusion process, this approach opens a new synthesis pathway towards the development of thermoplastic elastomers. The goal of this thesis is to develop mass block copolymers based on PDMS using the epoxy-amine reaction, followed by an extension reaction to reach a material with a high percent of silicone. Firstly, a study of the epoxy-amine reaction on model molecules was carried out between a low molecular weight PDMS and an alkylamine. Independently of the temperature and the molar ratio, the reaction allowed to obtain graft copolymers with an (A2B2)n type structures. Secondly, this strategy has then been applied in polymer systems such as polyethylene and polyamide. At this scale, the reaction occurred and lead to products with (A2B2)n type structures. Thirdly, all synthesized copolymers were studied during the extension reaction, based on the insertion of cyclic siloxanes using a catalysis system. Depending of the temperature and the catalyst quantity, this reaction was investigated on model molecules and polymer systems