La maladie de Parkinson est la seconde pathologie neurodégénérative la plus fréquente après la maladie d’Alzheimer. Elle se manifeste par une mort progressive et continue des neurones dopaminergiques de la voie nigro-striée, accompagnée de troubles moteurs et non moteurs lourdement handicapants. La maladie de Parkinson touche près de 6,3 millions de personnes dans le monde, avec une répartition homogène sur l’ensemble de la planète. Il existe plusieurs thérapeutiques permettant de diminuer les symptômes des malades, dont les plus efficaces sont la dopa-thérapie et la stimulation cérébrale profonde. Toutefois, à ce jour, aucune stratégie visant à protéger les neurones dopaminergiques de la dégénérescence n’a démontré son efficacité chez l’humain. En parallèle, un nombre grandissant d’études montre le potentiel cytoprotecteur d’une illumination proche infrarouge. Récemment, plusieurs études ont démontré le potentiel neuroprotecteur de cette gamme de lumière sur des modèles rongeurs de la maladie de Parkinson. L’objectif du présent travail est de confirmer ce potentiel et d’optimiser son efficacité afin de préfigurer l’essai clinique à venir. Pour ce faire, avec les modèles MPTP souris et 6-OHDA unilatéral rat, nous avons étudié la faisabilité d’une illumination intracérébrale chronique, l’influence de la longueur d’onde, de la fenêtre temporelle de traitement (pré-, post-traitement), de la quantité globale d’énergie optique apportée (continu vs discontinu, nombre de flashs lumineux, énergie d’un seul flash), de la durée d’un flash et de la puissance optique appliquée sur l’efficacité thérapeutique. Nous démontrons ici la faisabilité d’une illumination intracérébrale chronique et son potentiel neuroprotecteur. Nous montrons par ailleurs que les longueurs d’onde 670 et 810 nm protègent toutes deux les neurones dopaminergiques dans nos modèles d’étude. Nous montrons une mise en place rapide des mécanismes de protection (< 20 min), et un maintien dans le temps pendant au moins 48 heures. De plus, nous observons qu’une illumination discontinue est préférable à une illumination continue. La quantité globale d’énergie optique appliquée semble ne pas avoir de rôle significatif sur l’efficacité du traitement. En revanche, il existe un seuil bas pour la puissance optique, qui semble régie par un effet « tout-ou-rien ». L’efficacité thérapeutique est également liée à la durée d’un flash lumineux, par « un effet en cloche », Tous ces résultats sont en adéquation avec la littérature scientifique qu’ils confirment et complètent. Couplés aux travaux sur primates non humains de mon équipe d’accueil, ils serviront de base de travail à la conception du futur essai clinique. / Parkinson’s disease is the second most common neurodegenerative disease, after Alzheimer disease. It is characterized by a slow, continuous death of dopaminergic neurons in the nigrostriatal pathway, followed by severe motor and non-motor symptoms. Parkinson’s disease affects 6.3 million peoples, with a homogeneous distribution worldwide.There are several symptomatic strategies applied in clinic, such as the dopa-therapy (gold standard) and the deep brain stimulation. However, theses therapeutical approaches are not neuroprotective. Indeed, to date, there is no strategy able to effectively slow or rescue the course of the disease. Alternatively, a growing number of studies show the cytoprotective potential of a near infrared illumination. Recently, several studies showed the neuroprotective potential of these wavelengths in rodent models of Parkinson disease.The aim of this work is to confirm and optimize the efficacy of a near infrared treatment in Parkinson’s disease, as the first step for the future clinical trial.We used the MPTP mice and the 6-OHDA unilateral rat models to assess the feasibility and the effectiveness of an intracerebral chronical illumination. We also measured the influence of the wavelength, the time window (pre-, post-treatment), the global optical energy delivered (continuous vs discontinuous, number of flashs, energy of one flash), the duration of one flash and the optical power on the therapeutical efficacy.We demonstrate here the feasibility of an intracerebral chronical illumination and its neuroprotective potential. We show that the 670 and 810 nm wavelengths both protect the dopaminergic cells in the rodent models, and produce a quick activation of the protective mechanisms (< 20 min). The neuroprotective effect stays effective at least 48 hours after the illumination. Moreover, we show that a discontinuous illumination seems better than a continuous one. The global optical energy delivered has no significant influence on the efficacy. In contrast, the optical power has an everything-or-nothing effect. The therapeutic efficacy is also flash duration dependent (bell effect).All these results confirm and complete the scientific literature. Together with the work on non-human primates from my team, these results will be useful to design the future clinical trial.

Le principal objectif de ce travail est l'étude de l'endommagement et de la propagation de la fissuration dans des roches pour prédire leur rupture en utilisant les paramètres d'émission acoustique (EA). Nous avons étudié l'endommagement mécanique et thermique sur des roches de type gabbro et granite, soumises à des contraintes uniaxiales, afin d'identifier un modèle de variation de l'EA avant rupture qui pourrait être corrélé aux mesures faites avant un tremblement de terre. Afin de comparer l'effet de la température et l'effet d'un chargement mécanique sur les paramètres de l'EA, des essais de compression simple ont été réalisés sur des échantillons endommagés thermiquement et des échantillons endommagés mécaniquement sous fort confinement. Nous avons effectué lors de ces essais des mesures d'EA, des mesures de vitesse des ondes élastiques et une étude microscopique post mortem sur les éprouvettes. Par ailleurs, afin de comparer les paramètres de l'EA sous chargement de compression uniaxiale et sous chargement de traction indirecte, quelques essais brésiliens ont été effectués. L'analyse du nombre d'évènements acoustiques et de l'accumulation d'énergie en fonction du temps, montre que le paramètre d'énergie est plus efficace pour caractériser la propagation des fissures et pour prédire la rupture. Sur la base du paramètre d'énergie, au moins trois étapes de forte activité acoustique sont distinguées : la première se situe à environ 25% de la contrainte maximum admissible et la seconde apparaît à 60 %. La dernière étape apparaît vers 95% de la contrainte maximum. Les étapes observées sont analogues aux seuils de contrainte-déformation présentés par Martin (1993) à savoir: l'initiation de la fissuration (σci), la propagation d'endommagement (σcd) et la contrainte maximum dans la roche (σucs). Durant un essai Brésilien trois étapes sont aussi clairement enregistrées. <br />La comparaison des données sur les émissions acoustiques entre des échantillons intacts et des échantillons endommagés en température, montre une différence considérable du nombre des événements acoustiques. Les résultats d'EA des échantillons intacts et traités thermiquement en dessous de 600°C sont comparables. Par contre, il existe une différence significative entre les mesures de l'EA faites sur les échantillons chauffés à plus de 600°C et celles faites sur un échantillon non chauffé. Sur la base de tous les paramètres que nous avons étudiés, nous avons constaté que 600°C est une température critique qui engendre des dégradations physiques et mécaniques (résistance et module d'élasticité), dues au chargement thermique, sur ce type de gabbro. Enfin, nous avons observé que l'endommagement dû à un chargement triaxial sous fortes contraintes de confinement (650 MPa) avait moins d'effet que l'endommagement induit par un chargement thermique.

Cette étude décrit la mise au point de la synthèse de poly( -caprolactone) dans le dioxyde de carbone supercritique (scCO2). Utilisant des isopropanolates d'aluminium, d'yttrium et de lanthane comme amorceurs, la poly( -caprolactone) a été synthétisée dans le scCO2. Les rendements obtenus varient énormément, selon les amorceurs et les conditions de polymérisation. Afin de mieux comprendre le mécanisme mis en jeu, une étude plus complète portant sur l'état thermodynamique du système et les interactions microscopiques a été initiée. Des mesures de point trouble pour des mélanges (monomère / CO2, polymère / CO2, monomère / polymère / CO2) ont été effectuées à l'aide d'une cellule PVT équipée de deux fenêtres en saphirs, conduisant à l'établissement des diagrammes de phase pour ces systèmes. De plus, les mélanges amorceurs/CO2 ont été étudiés par spectroscopie infra-rouge dans le scCO2 et différents types d'interactions entre l'alcoolate de métal et le CO2 ont été mis en évidence.

L'influence de la température et de la pression de vapeur d'eau sur la déshydratation de la boéhmite et sa transformation en alumine de transition a été étudiée. La boéhmite n'est pas un monohydrate d'alumine mais un oxyhydroxide d'aluminium dont la maille contient deux ions aluminium en positions cationiques trivalentes, deux ions oxygènes en positions anioniques divalentes et deux hydroxyles en positions anioniques monovalentes. Lors d'une augmentation modérée de la température (inférieure à 300°C), la boéhmite subit une déshydratation partielle qui conduit à un composé sous stœchiométrique en hydroxyles et qui est provoquée par l'association des hydroxyles deux par deux qui s'éliminent sous forme d'eau en laissant dans le réseau une position anionique monovalente vide et une autre occupée par un ion oxygène (en substitution de l'hydroxyle). C'est une réaction non renversable avec la diminution de la température. La déshydratation de la boéhmite en alumine de transition est le résultats de la succession et superposition partielle de trois équilibres : la déshydratation partielle de la boéhmite sans changement de phase, la transformation du réseau de la boéhmite (au-delà d'un certain degré de déshydratation) en réseau d'alumine de transition (spinelle) partiellement hydratée, la déshydratation de l'alumine de transition qui se poursuit jusqu'à 900°C ou plus. Les trois réactions sont endothermiques et leurs chaleurs de réaction ont été calculées. Il existe un domaine de température et de pression de vapeur d'eau où la boéhmite et l'alumine de transition coexistent. La température de déshydratation et de transformation, en alumine de transition de la boéhmite augmente avec la pression de vapeur d'eau appliquée. A une température donnée l'alumine de transition contient un plus grand nombre d'hydroxyles lorsqu'elle est formée sous une pression de vapeur d'eau supérieure.

La tomographie optique diffuse est une nouvelle modalité d'imagerie médicale fonctionnelle. Elle présente de nombreux atouts pour le suivi de l'activité cérébrale. Dans ce contexte, ces travaux s'articulent autour de la compréhension de la propagation lumineuse au travers de la tête par l'intermédiaire de simulations fondées sur la résolution de l'équation de diffusion par la méthode des éléments finis sur des modèles anatomiques issus de la segmentation d'IRM. Nous avons mis en évidence la faible pénétration cérébrale de la lumière en raison des propriétés optiques particulières de la tête, et donc la forte influence des structures anatomiques superficielles dans le signal détecté en surface. Nous avons réalisé un système fondé sur le comptage de photons résolu en temps adapté à l'environnement clinique et qui repose sur l'utilisation de diodes laser picoseconde à quatre longueurs d'onde différentes. Les performances de l'ensemble ont été optimisées en tenant compte des nombreux impératifs cliniques ce qui a permis de réaliser et d'optimiser un appareil dont le rapport signal à bruit est uniquement limité par le bruit de photons et ayant une réponse impulsionnelle de l'ordre de 100-300 ps à mi-hauteur. Ce système a permis la détection de la variation de l'activité cérébrale. L'origine cérébrale des variations d'absorption détectées à la surface a été avérée grâce à la comparaison de l'expérience avec les simulations d'activation cérébrale. Les résultats des simulations ont permis de proposer des méthodes originales de localisation spatiale de l'activité cérébrale fondées sur la "loi de Beer-Lambert microscopique" qui est une fonction du temps de vol des photons. Elles permettent d'obtenir une information sur la profondeur des variations de concentration d'oxy-hémoglobine et de déoxy-hémoglobine, liées à la réponse hémodynamique cérébrale, grâce aux cartes de variations de concentration résolues en temps.

Cette thèse s'intéresse à l'application des méthodes d'apprentissage statistique pour la prédiction de température d'un composant électronique présent dans un radar. On étudie un cas simplifié des systèmes réels, le système étudié se limitant à un seul composant monté sur un système de refroidissement réduit. Le premier chapitre est consacré à la modélisation thermique. Après avoir présenté les principaux modes de transmission de l'agitation thermique, les modèles analytiques et numériques qui en découlent sont étudiés. En utilisant cette connaissance,le deuxième chapitre propose de choisir dans les méthodes de mesures les plus adaptées aux spécifications et aux contraintes de l'application choisie. Une fois que les bases de données ont été établies, nous pouvons utiliser dans le troisième chapitre les techniques de l'apprentissage statistique pour construire un modèle dynamique. Après un bref rappel sur les tenants et les aboutissants de la modélisation statistique, quatre familles de méthodes seront présentées : les modèles linéaires, les réseaux de neurones, les réseaux bayésiens dynamiques et les machines à vecteur support (SVM). Enfin, le quatrième chapitre est l'occasion de présenter une méthode de modélisation originale.En effet, après avoir détaillé la mise en oeuvre des méthodes d'identification de représentation d'état, nous verrons comment prendre en compte des a priori théoriques au cours de l'apprentissage de ce type de modèle, à savoir une contrainte de stabilité.

Avec l'objectif de réduire de la quantité de gaz à effets de serre dans l'atmosphère, les pouvoirs publics encouragent les pratiques ayant vocation à séquestrer du carbone dans les sols (reforestation, changement de pratiques agricoles). Pour en évaluer les réels bénéfices, des outils analytiques rapides, précis et peu coûteux sont nécessaires pour pouvoir comptabiliser précisément les stocks de carbone et leur évolution dans le temps. La Spectroscopie proche infrarouge (SPIR) est une technologie analytique adaptée à ce cahier des charges mais relève encore du domaine de la recherche en science du sol.Cette thèse s'est focalisée sur la première étape de cette méthode analytique: la formation du signal. Les sols étant des milieux très complexes, en termes de composition chimique et de structure physique, le signal spectroscopique est négativement impacté par les phénomènes de diffusion. Les conditions de la loi de Beer-Lambert n'étant plus remplies, les modèles chimiométriques pour prédire la teneur en carbone des sols sont moins précis et robustes. Nous proposons un système optique de mesure spectrale original et adapté aux milieux très diffusants, qui se base sur le principe de polarisation de la lumière. Il permet de sélectionner les photons ayant été moins impactés par le phénomène de diffusion. Ce signal est utilisé pour calculer un signal d'absorbance étant une bonne approximation de l'absorbance de Beer-Lambert.Ce dispositif, appelé PoLiS, a été validée expérimentalement sur des milieux modèles liquides et particulaires. Appliquée des sols pour prédire la teneur en carbone organique, les modèles de prédictions sont meilleurs avec l'absorbance calculée par PoLiS qu'avec l'absorbance calculée classiquement à partir de la mesure de réflectance. / With the goal of reducing the amount of greenhouse gases in the atmosphere, policy makers encourage practices intended to sequester carbon in soils (reforestation, changes in farming practices). New methods are required to rapidly and accurately measure soil C at field- and landscape-scales. Near infrared spectroscopy (NIRS) is an analytical technology adapted to these specifications but remains experimental research in soil science.This thesis has focused on the first step of this analytical method: signal formation. The soils are very complex materials, in terms of chemical composition and physical structure. Hence, the spectroscopic signal is negatively impacted by light scattering. Consequently, the conditions of the Beer-Lambert are no longer fulfilled, and the chemometric models to predict the carbon content of soils are less accurate and robust. We develop an original optical method based on light polarization spectroscopy to measure the absorbance of highly scattering materials. By selecting photons being less scattered, we compute a new absorbance signal which is a good approximation of the Beer-Lambert absorbance.This method, called Polis, was experimentally validated on model materials in liquid and powdered form. Applied on soils to predict Total Organic Content, the model built with the PoLiS absorbance outperform the models built with the classical absorbance computed from the diffuse reflectance signal.

L’objectif de cette thèse est de réaliser des revêtements de nitrure de bore sur différents types de substrats comme le graphite, le quartz, le pyrex, en allant jusqu’aux métaux et en particulier le titane. Le choix de la voie PDCs s’avère intéressant grâce à la maîtrise du précurseur de départ au niveau atomique d’une part et à la facilité du procédé de dépôt, d’autre part. Nos objectifs étaient d’étudier la faisabilité de réaliser des revêtements BN sur différents types de substrat en utilisant un traitement thermique résistif et de mettre en place un dispositif qui nous permette de pyrolyser les films polymériques sur métaux sans dommage pour le substrat, en vue de leur protection contre l’oxydation ou d’autres applications mécaniques. Dans ce sens, nous avons démontré la possibilité d’utiliser un traitement thermique alternatif par lampe halogène émettant dans l’infra-rouge pour densifier les revêtement BN déposer sur substrats métalliques. / The aim of this work was to prepare boron nitride coatings onto different substrates using the Polymers Derived Ceramics (PDCs) approach. In that way, BN coatings were obtained onto graphite, pure silica and metal especially titanium. The first part of this thesis was to study parameters (of the solution used and of the dip-coating process), to obtain the best coatings in terms of morphology, cristallinity and chemical composition. The second part was dedicated to BN coatings obtained onto metal substrates using an alternative thermal treatment allowing the polymer-to-ceramic conversion without any damage for the metal. Actually, annealing by infrared irradiation allows heating only the coating, energy being reflected by the metal.

Cette thèse s’intéresse à l’application des méthodes d’apprentissage statistique pour la prédiction de température d’un composant électronique présent dans un radar. On étudie un cas simplifié des systèmes réels, le système étudié se limitant à un seul composant monté sur un système de refroidissement réduit. Le premier chapitre est consacré à la modélisation thermique. Après avoir présenté les principaux modes de transmission de l’agitation thermique, les modèles analytiques et numériques qui en découlent sont étudiés. En utilisant cette connaissance,le deuxième chapitre propose de choisir dans les méthodes de mesures les plus adaptées aux spécifications et aux contraintes de l’application choisie. Une fois que les bases de données ont été établies, nous pouvons utiliser dans le troisième chapitre les techniques de l’apprentissage statistique pour construire un modèle dynamique. Après un bref rappel sur les tenants et les aboutissants de la modélisation statistique, quatre familles de méthodes seront présentées : les modèles linéaires, les réseaux de neurones, les réseaux bayésiens dynamiques et les machines à vecteur support (SVM). Enfin, le quatrième chapitre est l’occasion de présenter une méthode de modélisation originale.En effet, après avoir détaillé la mise en oeuvre des méthodes d’identification de représentation d’état, nous verrons comment prendre en compte des a priori théoriques au cours de l’apprentissage de ce type de modèle, à savoir une contrainte de stabilité. / This thesis is focused on the application of statistical learning methods for the temperature prediction of an electronic component embedded in a radar. We study a simplified case of real systems, the system under study is limited to a single component mounted on a reduced cooling system. The first chapter is devoted to heat transfer modelisation. After presenting the major mechanisms of thermal agitation transmission, analytical and numerical models are studied. Using this knowledge, the second chapter offers a survey on the methods of temperature measurement, choosing the fittest according to the specifications and the constraints of the chosen application.Once databases have been established, we can use in the third chapter statistical learning techniques to build a dynamic model. After a brief reminder about the ins and outs of statistical modeling, four families of methods willbe presented : linear models, neural networks, dynamic bayesian networks and support vector machines (SVM).The fourth chapter is an opportunity to present a novel method of modeling. Indeed, after a presentation of themethods for the identification of state representation, we see how to take into account theoretical apriorism during learning of this model type, ie a stability constraint.

Le procédé d'agglomération humide trouve des applications dans des secteurs industriels d'importance (e.g. agroalimentaire, pharmaceutique, génie civil, etc.) et s'appuie encore fortement sur le savoir-faire des opérateurs. Ce travail porte sur l'étude des contributions des apports hydriques et mécaniques à l'agglomération humide d'une poudre réactive (transformation de la semoule de blé en grains de couscous). Une approche découplée des apports d'eau et d'énergie mécanique est proposée. L'apport d'eau est étudié par la modélisation de l'influence des paramètres formulation et procédé de l'atomisation liquide sur la taille des gouttes pulvérisées. Les apports d'énergie mécanique sont étudiés à l'aide d'un équipement modèle de malaxage. La répartition des contraintes verticales dans le milieu granulaire à l'état statique est identifiée via une "cartographie 2D des isocontraintes". Le comportement de la poudre au malaxage est étudié au cours du déplacement de la pale dans le malaxeur modèle, par l'analyse des champs de vitesses des particules (obtenus par vélocimétrie par images de particules), et par la mesure des contraintes verticales au niveau de la pale. Une étude de la sthénique et de la cinématique des écoulements granulaires permet d'identifier des longueurs caractéristiques impliquées dans le comportement du milieu granulaire à l'état statique et sous sollicitation mécanique. L'étude couplée des apports hydriques et mécaniques est réalisée par suivi des dynamiques d'agglomération humide dans un malaxeur à pale. Elles sont décrites par des mesures en continu de la consommation énergétique et des mesures in situ des spectres d'absorption proche infra-rouge. / The wet agglomeration process presents large applications in different industrial fields (e.g. food, pharmaceutics, civil engineering, etc.) and is still mainly based on technical know-how and empiricism of operators. This thesis work investigates the contributions of water and mechanical energy inputs to the wet agglomeration of a reactive powder, in the particular case of the transformation of durum wheat semolina in couscous grains. A uncoupled approach of both water and mechanical energy inputs is carried out. The water addition is studied through a modelisation of the influence of operating and formulation parameters of the liquid atomization process on the droplet size. Mechanical energy inputs are studied using a model experimental mixing equipment. Vertical stress distribution in the granular bed in static conditions is identified thanks to the establishment of a "2D iso-stress cartography". The granular medium behaviour under mechanical solicitation is studied during the blade motion in the model mixing equipment thanks to the analysis of granular flows and velocity fields (obtained by particle image velocimetry) and to vertical stress measurements directly on the blade. A sthenic and kinematic study of granular flows allows to identify characteristic lengths involved in the granular medium behaviour under mechanical solicitation. The coupled study of water and mechanical inputs is conducted by following in-line the wet agglomeration dynamics in a pilot mixing device using energetical consumption measurements as well as in situ acquiring of near infrared absorption spectra.