Le refroidissement post récolte des produits horticoles est une opération incontournable destinée à garantir des conditions de conservation optimales et de commercialisation. Cette opération, souvent réalisée par le biais d’un flux d’air est très énergivore, il importe donc de disposer d’outils permettant d’optimiser le dimensionnement et le pilotage de telles installations. Les études réalisées concernent le pré-refroidissement de choux fleurs qui nécessitent une phase de refroidissement de plusieurs heures. Des propriétés macroscopiques nécessaires à la simulation numérique de la conduction thermique au sein du produit ont été déterminées. Et un banc expérimental a été mis en place pour disposer des cinétiques de refroidissement d’un produit placé dans une veine d’air. En s’appuyant sur ces données expérimentales, un premier modèle numérique 3D représentatif des phénomènes thermo-aérauliques et de la conduction thermique a été mis en œuvre. Les équations ont été implémentées à l’aide du logiciel COMSOL Multiphysics. Un second modèle numérique 1D donnant accès aux champs de température et de teneur en eau au sein d’un produit a ensuite été retenu pour simuler le refroidissement de plusieurs produits placés dans une veine d’air. La confrontation de valeurs simulées aux mesures réalisées sur un site industriel a montré la pertinence de l’étude. A partir de ces développements numériques une approche de type commande optimale hors ligne du pilotage de la ventilation a été initiée. Deux critères sont pris en compte : la température finale souhaitée et la consommation d’énergie induite par les pertes thermiques au niveau de l’enveloppe des bâtiments. / The post-harvest cooling of horticultural products is an essential operation to ensure optimal conditions of preservation and of marketing. This operation which is often carried out using air flow is highly energy-consuming. Therefore it is important to dispose some tools that can optimize the design and management of such installations. This work concerns the pre-cooling of cauliflower which requires a cooling phase of several hours. The macroscopic properties that are needed for the numerical simulation of heat conduction within the product were determined. An experimental facility was set up in order to establish the cooling kinetics of a product placed in an air flow. From these experimental data, a first 3D numerical model that takes into account the thermo-aeraulic phenomena and thermal conduction has been implemented. The equations have been implemented under COMSOL Multiphysics software. A second 1D numerical model that calculates the fields of temperature and water content in a product was then developed to simulate the cooling of several products lined up in an air flow. The comparison of simulation results with experimental surveys on an industrial site shows the relevance of the method. These numerical developments were then used to initiate an offline approach of the optimal control of the ventilation. Two criteria are taken into account: the desired final temperature and the energy consumption owing to the thermal losses of the building envelope.

Le rôle des cellules de Merkel dans la sensibilité cutanée reste imprécis. Elles assurent la décharge continue du récepteur de Merkel lors d'une pression sur la peau, mais on ne connait ni les autres stimuli capables de les activer, ni les médiateurs régulant leur activité. Cette ignorance est en partie liée à la difficulté d'isoler ces cellules qui ne représentent que 3 à 5% des cellules de la peau.Dans ce travail nous avons développé une technique de culture des cellules de Merkel à partir de peau humaine, en utilisant un tri cellulaire basé sur l'expression du récepteur CD56. Nous avons alors montré que les cellules de Merkel sont thermosensibles. Leur sensibilité aux températures fraiches est associée au fonctionnement du canal TRPM8. Cette sensibilité thermique ne module pas le fonctionnement du récepteur à une stimulation tactile. En revanche, les contacts entre les fibres cutanées C et Aδ, qui sont connues pour véhiculer les sensations thermiques, et les cellules de Merkel suggèrent que ces récepteurs pourraient intervenir aussi dans la thermosensation. Nous proposons donc pour la première fois que les récepteurs de Merkel soient aussi des récepteurs thermosensibles assurant une détection concordante de la pression et de la température cutanée. / The role of Merkel cells in cutaneous sensitivity remains imprecise. They provide continuous discharge of the receptor to a pressure. Nevertheless, other stimuli able to activate this complex, mediators regulating their activity are unknown. This ignorance is partly related to the difficulty to isolate these cells that represent only 3 to 5 % of skin cells.In this work, we have developed a Merkel cells cultured technique from human skin, using cell sorting based on the expression of the CD56 receptor. In this work, we show that Merkel cells are temperature sensitive. Their cool sensitivity is associated to TRPM8 channel. This thermal sensitivity does not modulate the discharge of the receptors during tactile stimulation. However, contacts between cutaneous Aδ and C fibres, which are known to carry the thermal sensations, and Merkel cells suggest that these receptors may also be involved in thermosensation. We propose for the first time that Merkel receptors are also temperature sensitive receptors providing a concurring detection of cutaneous pressure and temperature.

Les diacylglycerol kinases catalysent la phosphorylation du diacylglycérol en acide phosphatidique. Nous avons montré que la PLC spécifique des phosphoinositide (PI-PLC) et la diacylglycérol kinase (DGK) régulent négativement l'expression basale de la plupart des gènes DREB2 dans les cellules en suspension d'Arabidopsis thaliana. Les gènes DREB2 codent pour des facteurs de transcription qui se lient aux motifs DRE (Drought Responsive Elements). Ces éléments sont également liés par les facteurs DREB1. Alors que les facteurs DREB2 sont principalement impliqués dans les réponses à la sécheresse et au stress chaud, les DREB1 sont quant à eux induits en réponse au froid. Nous avons également pu montrer que l'inhibition par des agents pharmacologiques des activités PI-PLC ou DGK conduit à l'induction de l'expression basale des gènes DREB1. Cependant, l'induction est beaucoup moins marquée chez les gènes DREB1 que DREB2A, un membre de la famille DREB2. Cela indique que les gènes DREB1 et DREB2, ne sont pas soumis à la même régulation transcriptionnelle et que la signalisation lipidique pourrait en partie expliquer les différences dans la régulation des gènes DREB. Les DGK d'Arabidopsis sont codées par une famille multigénique de 7 gènes. Parmi ces gènes, on retrouve la DGK5 dont les le transcrit peut subir un épissage alternatif, ce qui aboutit à deux transcrits, dont l'un comporte une protéine avec un domaine putatif de liaison à la calmoduline. Le mutant knock-out dgk5.1 à une racine plus courte lorsqu'il est cultivé à 12°C comparé au sauvage. Ce phénotype racinaire est corrélé avec une zone méristématique et des cellules plus petites. La croissance des racines du mutant n'est n'est pas modifiée en présence de la plupart des hormones testées. Pourtant, elle est moins sensible à l'auxine exogène à 12°C par rapport au WT. Le mutant dgk5.1 génère moins de racines secondaires en présence d'auxine exogène que le WT. Le promoteur DR5 n'est pas activé dans le mutant à 12°C par l'IAA exogène dans la zone méristématique, alors qu'il est dans le WT. Nos résultats montrent que le mutant dgk5.1 est altéré dans sa réponse à l'auxine à 12°C, suggérant un rôle de perception/transduction de l’auxine dans les racines courtes. / Diacylglycerol kinases catalyse the phosphorylation of diacylglycerol into phosphatidic acid. We show that phosphoinositide dependent-phospholipase C (PI-PLC) and diacylglycerol kinase (DGK) in Arabidopsis thaliana suspension cells negatively regulated the basal expression of most DREB2 genes. DREB2 genes encode transcription factors that bind to Drought Responsive Elements (DRE). Those elements are also bound by DREB1 factors. While DREB2 factors are mostly involved in drought and heat responses, DREB1s are induced in the response to chilling. We show also that the pharmacological inhibition of PI-PLC or DGK leads to the basal induction of DREB1 genes. However, the induction is much less marked for the DREB1 genes than that of DREB2A, a member of the DREB2 family. This illustrates that DREB1 and DREB2 genes, while having the same targets, are not submitted to the same transcription regulation, and that lipid signalling might in part explain these differences in the regulation of the DREB genes. In Arabidopsis, DGKs are encoded by a multigenic family of 7 members. In this thesis, we focus on DGK5. The transcripts can have differential splicing, leading to two mature transcript, one of which leading to a protein with a putative calmodulin binding domain. A dgk5 knocked-out mutant is comparable to the WT, except for shorter root when grown at 12°C. This short root phenotype is correlated with to shorter meristematic zone and smaller cells. The short root phenotype is not altered in presence of most hormones. Yet, the root growth is less sensitive to exogenous auxin at 12°C compared to the WT. Accordingly the mutant produces less secondary roots in presence of exogenous IAA than the WT at 12°C. The DR5 promoter is not activated in the mutant at 12°C by exogenous IAA, in the meristematic zone, while it is in the WT. Our results show that the dgk5.1 mutant is impaired in auxin response at 12°C, suggesting a role of auxin perception /transduction in the short root phenotype.

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Les aciers renforcés par dispersion d’oxydes (ODS) sont envisagés comme matériaux de gainage pour les réacteurs à neutrons rapides au sodium. Ils présentent de très bonnes propriétés mécaniques, notamment en fluage, du fait de la présence des nano-renforts ainsi qu’une résistance au gonflement élevée de par leur matrice ferrito-martensitique. La gamme de fabrication des ODS ferritiques est complexe et génère une forte texture morphologique et cristallographique. Les microstructures doivent donc être recristallisées mais cette recristallisation est très souvent hétérogène et difficile à maitriser. Cette étude vise à améliorer la compréhension des mécanismes de recristallisation qui dépend fortement du taux de renforts incorporé et de la déformation appliquée. Dans ce but, l’élaboration de nuances modèles avec différents taux de renforts a été réalisée et des caractérisations multi-échelles (EBSD, DNPA, DSC) ont été effectuées. Il est apparu que la nature chimique des nano-oxydes influence fortement la stabilité des microstructures et leur capacité à restaurer après consolidation. Ces travaux ont également permis de mettre en évidence l’étroite relation entre le chemin de déformation à froid, la distribution de l’énergie stockée et la microstructure après recristallisation. Lorsque le traitement thermomécanique est optimal, des microstructures recristallisées homogènes et peu texturées peuvent être obtenues. Il est aussi apparu que la diminution du taux de renforts ne permet pas de faciliter clairement la recristallisation des ODS. Le développement d’un modèle numérique Monte Carlo pour simuler la croissance de grains et la recristallisation en présence de particules a permis d’aider à la compréhension des mécanismes. De plus, une analyse des propriétés en traction des différents états métallurgiques a montré que la recristallisation améliorait nettement la ductilité à chaud sans diminuer significativement les résistances mécaniques. Les résultats obtenus sur matériaux modèles ont permis de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la recristallisation des ODS et d’analyser les gammes de fabrication actuelles des tubes ODS. Diverses optimisations possibles sont discutées à la lumière des résultats obtenus. / Oxide dispersion strengthened steels are considered as cladding materials for Sodium Fast Reactor. Due to the nano-precipitates incorporated within the microstructure, their mechanical properties are very high, especially under creep loading. Moreover, the ferritic-martensitic lattice gives ODS steels a remarkable swelling resistance under radiation. The manufacturing route of ferritic ODS steels is complex and induces a strong morphologic and crystallographic texture. The microstructure needs to be recrystallized but this recrystallization is often heterogeneous and difficult to control. In this framework, this investigation aims at achieving a better understanding of the recrystallization mechanisms in ODS steels that strongly rely both on the nano-oxydes concentration and the applied deformation. Thereby, several model grades with various concentrations of oxydes were elaborated and characterized at different scales (EBSD, SANS, DSC). It appears that the chemical composition of the nano-oxydes strongly influence the microstructure stability and its ability to recover after consolidation. Throughout this study, the strong relationship between the cold-deformation path, the stored energy distribution and the recrystallized microstructure has been highlighted. When the thermo-mechanical treatment is optimal, homogeneous recrystallized microstructures weakly textured can be achieved. Experiments also showed that decreasing the nano-oxydes concentration does not clearly favor recrystallization. Monte Carlo modelling was performed to simulate grain growth and recrystallization in the presence of second phase particles and the simulations helped to identify the mechanisms that occur experimentally. Furthermore, the tensile properties of different metallurgical states were investigated and it came out that the recrystallization notably increases the ductility at high temperature without significantly affecting the yield strength. The results obtained on model materials allowed to achieve a better understanding of the mechanisms implied in the recrystallization process of ODS steels. Several possible optimizations to the current manufacturing route are discussed from the conclusions of this study.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les athlètes, particulièrement ceux impliqués dans des sports d’endurance et ceux en contact avec des allergènes, des polluants et d’autres irritants présents dans l’air, sont plus à risque de développer des troubles respiratoires. En effet, ces athlètes d’élite sont couramment aux prises avec des symptômes respiratoires incommodants, semblables à ceux perçus par les asthmatiques (toux, sillements, essoufflement exagéré, oppression thoracique, sécrétions bronchiques), qui peuvent nuire à leurs performances sportives. La toux est un symptôme respiratoire fréquemment rapporté par les athlètes d’air froid. De courte ou de longue durée, elle survient habituellement après l’effort. Ce symptôme peut apparaître en réponse à différents facteurs environnementaux (air froid, allergènes, polluants, etc.) et physiologiques (bronchoconstriction, reflux gastro-oesophagien, infection respiratoire, etc.). Dans un premier temps, une introduction portera sur les effets directs et indirects de l’air froid sur la fonction respiratoire, les principales causes de la toux et les stratégies pour réduire les impacts de l’entraînement en air froid chez les athlètes d’hiver. Dans un second temps, une première étude portant sur la caractérisation des athlètes de ski de fond rapportant une toux induite par l’exercice sera présentée. Les résultats obtenus ont démontré que malgré leur prévalence élevée, l'asthme, la rhinite et l’atopie ne semblent pas être les principaux facteurs impliqués dans la toux induite par l’exercice chez les athlètes d'hiver. De plus, il a été observé que cette toux n’est pas causée par le reflux gastro-oesophagien ou une bronchoconstriction. Dans un troisième temps, une autre étude a démontré que l'inhalation d'ipratropium, un anticholinergique, ne permet pas de réduire l’intensité et le nombre de toux de manière significative après l’exercice en air froid, quoiqu’une forte hétérogénéité des réponses ait été observée. Par ailleurs, l'ipratropium ne semble pas influencer la perception de la toux après l'exercice.

Le défi actuel des chercheurs est d’élaborer de nouveaux modèles de substituts cutanés plus perfectionnés et d’optimiser leur méthode de production afin d’améliorer leur reproductibilité. Cette étude a évalué l’impact de la congélation des substituts cutanés à -20°C pendant 2 mois via leurs propriétés physico-chimiques et leur fonctionnalité. Les analyses d’ATR-FTIR montrent que la cryopréservation n’affecte pas l’organisation des lipides de la couche cornée tandis que les analyses d’absorption percutanée montrent que la congélation affecte la perméabilité des substituts cutanés. De plus, le modèle de peau a été optimisé par l’incorporation de lymphocytes T permettant ainsi d’étudier le rôle des lymphocytes sur la différenciation cellulaire des kératinocytes et de mieux comprendre le rôle de la fractalkine dans le développement du psoriasis. Ces résultats nous incitent à penser que la fractalkine se démarque des autres cytokines inflammatoires dans le développement du psoriasis et se doit d’être mieux connue. / The current challenge for researchers is to develop new models for more advanced skin substitutes and optimize their production methods to improve reproducibility. This study evaluates the impact of the freezing of skin substitutes at -20°C for 2 months via their physicochemical properties and functionality. The ATR-FTIR analysis show that the cryopreservation did not affect the lipid organization of the stratum corneum while percutaneous absorption analysis show that the freezing of the permeability affects skin substitutes. In addition, the skin model was optimized by incorporating T lymphocytes and to study the role of lymphocytes in cell differentiation of keratinocytes and better understand the role of fractalkine in the development of psoriasis. These results lead us to believe that fractalkine differs from other inflammatory cytokines in the development of psoriasis and should be investigated.

Exposé au froid, l'oiseau peut perdre d'importantes quantités de chaleur par les pieds, particulièrement lors des vasodilatations au froid (VDAF) nécessaires pour éviter la congestion vasculaire et le gel tissulaire. La difficulté de mesurer les pertes de chaleur par les pieds aviens avec les techniques disponibles nous a incités à développer une méthode par calorimétrie infrarouge calibrée à partir d'un pied palmé artificiel (PPA) chauffé électriquement. La morphologie du PPA était basée sur celle des pieds de la Grande Oie des neiges (Chen caerulescens atlantica).... L'étude a également permis de mettre en évidence l'effet isolant procuré par les couches limites du PPA et du substrat. Nous en concluons que, malgré une calibration exigeante, la calorimétrie thermographique s' avère une méthode prometteuse pour quantifier, avec un minimum de contraintes expérimentales, les pertes de chaleur en conditions naturelles chez les oiseaux.

Le pommier (Malus Xdomestica Borkh.) cultivé en climat à hiver doux, avec un manque d'une quantité suffisante d'heures de températures froides, présente des anomalies morphologiques et physiologiques. Sur le plan de la phénologie, il s'agit notamment d'un débourrement printanier tardif et désynchronisé entre les différents bourgeons d'un même arbre. Sur le plan agronomique, la floraison et la nouaison sont irrégulières et étalées dans le temps et conduisent à une faible production de fruits. L'objectif de ce travail de thèse est premièrement de mieux caractériser les effets des températures hivernales sur le débourrement et la croissance des bourgeons axillaires en distinguant les effets respectifs des températures hivernales et du génotype. Il s'agit ensuite de vérifier l'hypothèse que les effets des températures sur le débourrement du bourgeon s'effectue via les effets sur son statut hydrique. Les travaux ont été réalisés en France et au Brésil. En France, les expérimentations ont porté sur quatre cultivars à fort besoin (‘Granny Smith', ‘Royal Gala', ‘Starkrimson') ou faible besoin (‘Condessa') en froid, cultivés en hiver froid (conditions extérieures) et doux (serres climatisées). Nous montrons que le débourrement résulte d'une séquence d'évènements où la température hivernale joue un rôle primordial sur les mécanismes de sortie de dormance et donc sur le débourrement proprement dit, durant la période froide. Les caractéristiques propres du cultivar jouent par contre un rôle dans la croissance ultérieure des bourgeons et donc dans l'architecture finale de la pousse du pommier. Par ailleurs, la chute tardive des feuilles, caractéristique du pommier en hiver doux, a peu d'effets sur le débourrement et la croissance des bourgeons. L'analyse du statut hydrique des bourgeons a été réalisée sur le tiers distal des pousses de pommier caractérisé par une forte fréquence de ramification en climat à hiver froid. Nous montrons que, dans la période allant de l'endordormance à la phase de pré-débourrement, la conductance hydraulique à la jonction entre l'axe porteur et le bourgeon varie peu au cours de l'hiver et entre cultivars. Par ailleurs, durant cette même période le potentiel hydrique intra-bourgeon reste négatif, entre -4.35 and -2.24 MPa. Enfin, quel que soit le cultivar, nous ne montrons pas de relation entre les températures hivernales, le potentiel hydrique ou la teneur relative en eau des bourgeons, et l'aptitude au débourrement ultérieur. Ces résultats suggèrent que le bourgeon est hydrauliquement isolé de son axe porteur pendant toute la période hivernale jusqu'à quelques jours précédant le débourrement. Les expérimentations au Brésil ont porté sur le cultivar ‘Eva ‘ à faible besoin en froid, cultivés en conditions naturelles d'hiver doux. Il s'agissait de vérifier les effets possibles de la position du bourgeon le long de l'axe porteur sur sa taille et sa teneur relative en eau. Nous montrons que, tout au long de l'hiver, les bourgeons distaux sont caractérisés par une plus grande taille et une teneur relative en eau plus élevée que les bourgeons proximaux avec une forte augmentation de la teneur relative en eau une semaine avant le débourrement printanier. Le débourrement acrotone semble donc résulter d'une évolution rapide du statut hydrique du bourgeon en fin d'écodormance. L'ensemble des résultats acquis en France et au Brésil, sur des cultivars caractérisés par des besoins variables en froid hivernal, indique que l'aptitude au débourrement printanier des bourgeons de pommier est davantage lié à un « effet rameau entier » qu'au statut hydrique proprement dit des bourgeons individuels, tout au moins jusqu'à quelques jours avant le débourrement effectif. La pousse annuelle de pommier apparait donc comme une unité morphologique et physiologique intégrée qui, dans un contexte climatique donné, conditionne le statut hydrique de chaque bourgeon et son aptitude au débourrement. / The apple tree (Malus Xdomestica Borkh.) presents morphological and physiological anomalies when grown in mild winter climates with insufficient winter chilling to overcome winter dormancy. Symptoms are typically delayed and erratic budburst, entailing desynchronized flowering and fruit-set and poor agronomic performances. This thesis aimed at gaining more insights on the following issues. Firstly, what are the effects of winter temperatures on axillary burdburst and bud outgrowth, and what are the respective effects of winter temperatures and cultivar?, and secondly, is there a link between the temperature-dependent budburst and bud water status? Works were done in France and Brazil. In France, experiments were carried out in controlled conditions on four apple cultivars characterized by either high chilling (‘Granny Smith', ‘Royal Gala', ‘Starkrimson') or low chilling (‘Condessa') requirements and were submitted to outdoor-cold and greenhouse-mild winter temperatures. We showed that the actual shoot architecture and budburst resulted from an ordered sequence of events with a pivotal role of winter temperatures on the dormancy completion of individual lateral buds. Endogenous factors related to the cultivar branching pattern overtook the temperature effect on the lateral bud outgrowth. Furthermore, the delayed senescence and subsequent leaf persistence during winter, characterizing the apple tree in the mild winter temperature conditions, had only a weak effect on the topological distribution of budburst and lateral outgrowth. The analyses of bud water status were done on distal buds only, characterized by high budburst frequency in cold winter conditions. We showed that, from endodormancy to the pre-budburst stage, xylem conductance at the stem-to-bud junction did not show consistent changes across cultivars and winter temperature treatments. Bud water potential had negative values, between -4.35 and -2.24 MPa, depending on cultivars and winter temperature treatments. Moreover, whatever the cultivar, there were no significant trends across dates for the effects of winter temperatures on bud water potential and relative water content without a consistent relationship with actual spring budburst frequency. These results suggested that lateral buds were hydraulically isolated from the parent stem during winter until a few days before budburst. The other set of experiments was carried out in Brazil, under mild winter conditions, on the low chilling apple cultivar ‘Eva'. The objectives were to gain more insights on the effect of the position of the over-wintering lateral bud along the whole-parent shoot on bud size and water content. Results highlighted that distal buds were larger and had a higher water content than proximal buds with a strong increase of water content a week before spring budburst. It was concluded that the acrotonic pattern of budburst was mainly established during ecodormancy. As a whole, we showed that spring budburst seemed more related to a whole-shoot effect than to the water status of the individual bud during winter dormancy. Our study substantiated the importance of the whole shoot as an integrated morphological and physiological unit in driving budburst and further growth.