Francisella tularensis is a Gram-negative, zoonotic bacterium that causes tularemia in animals and humans. The two subspecies tularensis (Type A) and holarctica (Type B) are considered Tier I Select Agents due to the bioweapon potential of these subspecies. Type A strains, considered the more virulent of the subspecies, are highly infective producing respiratory tularemia with inhalation of as few as 10 cells. Due to classification as a Select Agent, a vast amount of F. tularensis research has occurred in the last two decades after the September 11th terrorism attack and the use of Bacillus anthracis spores in a biological attack on the United States Postal Services in 2001. This research has uncovered many of the various virulence factors of F. tularensis including an intracellular nature, the unique lipopolysaccharide produced, and a genetic pathogenicity island. This dissertation aims to further characterize outer surface antigens of F. tularensis subspecies in regards to virulence, biofilm formation, and role in vaccine development. In addition, this dissertation will also investigate the use of a novel vaccine delivery vehicle, alginate microencapsulation, in increasing the efficacy of these mutant strains. F. novicida is a subspecies of F. tularensis and usually classified as being non-encapsulated. However, F. novicida has a similar capsule glycosylation locus as F. tularensis and could produce a similar capsule-like complex that has previously been described for the F. tularensis LVS strain. I was able to isolate and characterize this CLC of F. novicida, which contained a heterogenous mixture of proteins and possible glycosylated proteins. A mutant with a multi-gene interruption within the glycosylation locus (F. novicidaΔ1212-1218) produced significantly less carbohydrate than the parent strain, was attenuated in the mouse model, and was partially protective when used to immunize mice against a virulent challenge. Biofilms of F. novicida were also characterized in regards to biofilm formation in various growth media and biofilm formation of strains lacking the O-antigen of the lipopolysaccharide (LPS). In general, F. novicida produced the greatest amount of biofilm in a brain heart infusion (BHI) broth, compared to other media. Loss of the O-antigen led to increased biofilm production when grown in BHI and decreased or similar biofilm production as the wildtype when grown in other media. This highlights the need to carefully select the growth medium when assessing biofilm formation of Francisella strains in the future. A final study of this dissertation characterized the use of alginate microspheres as a vaccine vehicle for an attenuated F. tularensis type A O-antigen deficient strain. O-antigen deficient strains of F. tularensis are highly attenuated in vivo and would be a safe choice for a vaccine candidate. However, these strains produce less than ideal protection against virulent challenge when used to immunize mice, possibly due to a lack of persistence in the host. In an attempt to increase persistence, we encapsulated an O-antigen deficient strain within sodium alginate microspheres and used those microspheres to immunize mice. The immunized mice produced a higher level of antibody response than mice immunized with a non-encapsulated version. However, this immunization only partially protected mice from a virulent challenge and did not match the protection afforded by the former Live Vaccine Strain (LVS). In part the deficiency in protection appears to be due to a lack of a robust cellular immune response in mice immunized with the alginate microspheres. In summary, this dissertation focuses on the various extracellular polysaccharides of F. tularensis: the glycosylation of CLC, the O-antigen, and the biofilm. Each polysaccharide plays a role in the virulence and pathogenesis of F. tularensis. Glycosylation of the CLC and the O-antigen are important virulence factors in mammalian disease, and mutants lacking either (not type A strains) are attenuated in the mouse model. Both also appear to play a role in the formation of the F. tularensis biofilm in a manner dependent on the environment or culture medium used. Each of these extracellular polysaccharides contribute to the lifecycle of Francisella. / Ph.D. / Francisella tularensis is a highly infectious bacterial pathogen that can cause disease in a wide array of animals and in humans. F. tularensis is also considered a potential weapon of bioterrorism and the development of an effective vaccine is a critical area of research. One strategy of developing a tularemia vaccine includes mutating a strain of F. tularensis to reduce expression of extracellular components that include polysaccharides. Strains that cannot express these components are usually unable to produce clinical signs in the host and may provide protection against fully virulent F. tularensis strains. The work presented in this dissertation will focus on characterizing the polysaccharide extracellular components of F. tularensis and developing a novel vaccine vehicle to increase protection from strains that do not cause disease.

La transplantation d’îlots de Langerhans microencapsulés est un traitement prometteur du diabète de type 1. La microcapsule protège l’îlot du système immunitaire, tout en permettant la diffusion de petites molécules. Comme la microcapsule empêche la revascularisation des îlots, leur oxygénation se fait par diffusion d’oxygène et ils sont exposés à l’hypoxie. Le manque d’oxygène est un facteur limitant dans la survie des îlots microencapsulés. Il est connu que les plus petits îlots sont plus résistant à l’hypoxie à cause d’une meilleure diffusion de l’oxygène. À cette fin, les agrégats de cellules dispersées d’îlots seront étudiés. Lorsque les cellules des îlots sont dispersées, elles ont la propriété de se ré-assembler dans une structure semblable à celle des îlots. La présente étude a permis de mettre au point une technique de formation des agrégats, de les caractériser et de comparer la résistance à l’hypoxie des îlots et des agrégats. Ceux-ci ont une structure semblable aux îlots et ils sont de plus petite taille. Pour cette raison, ils sont plus viables après un choc hypoxique tout en renversant efficacement l’hyperglycémie de souris diabétiques. Les agrégats sont une alternative intéressante pour la transplantation d’îlots microencapsulés puisque leur oxygénation est plus efficace. / Transplantation of microencapsulated islets of Langerhans is a promising treatment for type 1 diabetes mellitus. The microcapsule allows the diffusion of small molecules, while protecting the islet from the antibodies and immune cells. However, microcapsule prevents islet revascularization, thus oxygenation depends on diffusion and islets are exposed to hypoxia. Poor oxygenation is a major limitation in microencapsulated islet survival. It was shown that smaller islets are more resistant to hypoxia because of a better oxygen diffusion. In this study, dispersed islet cell aggregates will be used to improve the oxygenation. When islet cells are dispersed into single cells, they have the ability to re-associate into an islet-like structure. This study allowed to set up a technique to form aggregates, to characterized them and to compare the resistance to hypoxia of islets and aggregates. Aggregates have a similar structure than islets and they are smaller. For this reason, they survive better to a hypoxic treatment, while restoring efficiently normoglycemia in diabetic mices. Aggregates are an interesting solution for microencapsulated islet transplantation because they have a better oxygenation.

Des microparticules de rifampicine pour l'administration intraoculaire ont été développées en vue du traitement prophylactique de l'endophtalmie post-chirurgicale. Ces microparticules à base d'un polymère biodégradable, le PLGA, sont produites par émulsion-diffusion. Tout d'abord l'influence des paramètres de formulation et de procédé sur les caractéristiques des microparticules (taille, charge, taux d'encapsulation…) a été étudiée. La formulation a par la suite pu être optimisée par la mise en place d'un plan d'expérience, ce qui a permis de mettre en valeur les paramètres clefs influençant les propriétés des microparticules (concentrations en PLGA et PVA, présence ou non d'un coeur huileux…) et donc d'optimiser la formulation pour obtenir des microparticules adéquates pour l'administration intraoculaire de rifampicine (1μm<taille<10μm, encapsulation maximale…). Les études de libération de la rifampicine in vitro, dans des conditions mimant celles physiologiques, ont montré que d'une part plus de 50% de la rifampicine était libérée en 1h permettant d'obtenir une dose "d'attaque" et d'autre part que les microparticules permettaient de maintenir une libération prolongée sur 24h avec une concentration > CMI50 de Staphylococcus epidermidis (pathogène modèle utilisé pour les études microbiologiques). Enfin, une évaluation de l'effet bactéricide et antiadhérent sur lentilles intraoculaires (IOLs) de la rifampicine microencapsulée a été menée en présence de S. epidermidis. Les microparticules de rifampicine présentent une efficacité nettement supérieure à la solution contrôle de rifampicine puisque une bactéricidie totale a pu être observée 30h après injection (contre 103 CFU/mL restantes avec la solution contrôle), avec une activité antiadhérente nettement plus marquée (aucune bactérie détectée sur IOLs après 18h). Les microparticules de rifampicine apparaissent donc comme système d'administration intraoculaire prometteur dans le traitement prophylactique de l'endophtalmie post-opératoire / In this study, rifampicin-loaded microparticles were designed for intra ocular injection after cataract surgery to prevent postoperative endophthalmitis. Microparticles were produced by emulsification diffusion method using PLGA as biodegradable polymer and PVA as stabilizer agent. Influence of formulation and process parameters on microparticle characteristics (size, zeta potential, encapsulation efficiency…) was firstly investigated. Main parameters influencing the properties of particles were then identified by experimental design and formulation parameters were optimized to get desired particle sizes for intraocular delivery (between 1 and 10 μm) and the highest encapsulation of rifampicin. In vitro release studies of rifampicin in BSS at 37°C were performed showing firstly a burst release in 1 hour (more than 50% of rifampicin released), followed by a sustained release with a rifampicin concentration in the medium higher than the ICM50 on Staphylococcus epidermidis during 24h. Finally, the antimicrobial efficiency of rifampicin microparticles was evaluated on S. epidermidis. The results showed a higher bactericidal effect of encapsulated rifampicin than the control rifampicin solution; no bacteria were retrieved after 30h in the medium. Moreover, the antiadhesive property of rifampicin microparticles on intraocular lens (IOLs) was demonstrated since no bacteria were found on IOLs after 18h of incubation. From these experimental results, rifampicin encapsulated polymeric microparticles seem to be a good candidate for intraocular delivery of rifampicin in postoperative endophthalmitis prophylaxis

La transplantation d’îlots de Langerhans microencapsulés est un traitement prometteur du diabète de type 1. La microcapsule protège l’îlot du système immunitaire, tout en permettant la diffusion de petites molécules. Comme la microcapsule empêche la revascularisation des îlots, leur oxygénation se fait par diffusion d’oxygène et ils sont exposés à l’hypoxie. Le manque d’oxygène est un facteur limitant dans la survie des îlots microencapsulés. Il est connu que les plus petits îlots sont plus résistant à l’hypoxie à cause d’une meilleure diffusion de l’oxygène. À cette fin, les agrégats de cellules dispersées d’îlots seront étudiés. Lorsque les cellules des îlots sont dispersées, elles ont la propriété de se ré-assembler dans une structure semblable à celle des îlots. La présente étude a permis de mettre au point une technique de formation des agrégats, de les caractériser et de comparer la résistance à l’hypoxie des îlots et des agrégats. Ceux-ci ont une structure semblable aux îlots et ils sont de plus petite taille. Pour cette raison, ils sont plus viables après un choc hypoxique tout en renversant efficacement l’hyperglycémie de souris diabétiques. Les agrégats sont une alternative intéressante pour la transplantation d’îlots microencapsulés puisque leur oxygénation est plus efficace. / Transplantation of microencapsulated islets of Langerhans is a promising treatment for type 1 diabetes mellitus. The microcapsule allows the diffusion of small molecules, while protecting the islet from the antibodies and immune cells. However, microcapsule prevents islet revascularization, thus oxygenation depends on diffusion and islets are exposed to hypoxia. Poor oxygenation is a major limitation in microencapsulated islet survival. It was shown that smaller islets are more resistant to hypoxia because of a better oxygen diffusion. In this study, dispersed islet cell aggregates will be used to improve the oxygenation. When islet cells are dispersed into single cells, they have the ability to re-associate into an islet-like structure. This study allowed to set up a technique to form aggregates, to characterized them and to compare the resistance to hypoxia of islets and aggregates. Aggregates have a similar structure than islets and they are smaller. For this reason, they survive better to a hypoxic treatment, while restoring efficiently normoglycemia in diabetic mices. Aggregates are an interesting solution for microencapsulated islet transplantation because they have a better oxygenation.

L'objectif de cette thèse a été de développer une forme galénique pour l'administration locale d'antiseptiques dans le traitement de lésions buccales. De par la présence de la salive et des mécanismes de déglutition et de mastication, le temps de séjour des principes actifs dans la cavité buccale est court ce qui conduit à une faible efficacité thérapeutique locale. Ainsi, l'encapsulation de principes actifs dans des microparticules mucoadhésives à base de pectine a été envisagée. Deux antiseptiques couramment utilisés dans le traitement des lésions buccales ont été retenus : la chlorhexidine (CX) et l'hexétidine (HX). Le procédé utilisé pour l'encapsulation de l'HX consiste en la gélification ionique de pectine contenue dans la phase aqueuse d'une émulsion double L/H/L par l'ajout de Ca2+. L'influence des paramètres de procédé et de formulation sur l'efficacité d'encapsulation de l'actif a été étudiée à l'aide d'un plan d'expériences. Dans le cas de la CX, les essais préliminaires ont mis en évidence des interactions entre l'actif et la pectine conduisant à la gélification du polymère sans utilisation d'ions Ca2+. Des études physicochimiques ont donc été réalisées afin d'investiguer ces interactions et de comparer le mécanisme de gélification observé à celui de la gélification ionique de la pectine par les ions Ca2+. Des mécanismes de gélification similaires ont été observés pour ces deux cations divalents avec de plus fortes interactions entre la pectine et la CX. Puis des microparticules de pectine et CX ont été développées par prilling sans ajout d'ions. L'influence de l'ajout de Zn2+ dans la formulation sur les propriétés des microparticules a finalement été étudiée / The aim of this project was to develop a dosage form for antiseptics local administration in order to treat buccal injuries. Due to the presence of saliva in association with swallowing and chewing, actives substances have a short retention time in the buccal cavity and thus a low therapeutic efficacy. To resolve this problem, the encapsulation of active agents in pectin mucoadhesive microparticles was studied. For this purpose, two widely used antiseptics have been selected: chlorhexidine and hexetidine. Hexetidine encapsulation was obtained by performing calcium-induced ionic gelation of the pectin aqueous solution involved in a double emulsion L/H/L. The influence of both process and formulation parameters on encapsulation efficiency were studied by using an experimental design. In the case of chlorhexidine, preliminary experiments highlighted interactions between the active substance and pectin leading to polymer gelation without the use of additional Ca2+ dications. Hence, pectin/chlorhexidine interactions were investigated by several physico-chemical studies and the corresponding gelation mechanism was compared to that of the well-known pectin ionic gelation induced by Ca2+ ions. Similar binding processes were observed for both divalent ions, though stronger interactions were observed with chlorhexidine. Pectin/chlorhexidine microparticles were then developed by prilling (vibrational jet technique) without additional Ca2+ ions. Finally, the influence of zinc dications addition in the formulation on the microparticle properties (size, encapsulation efficiency, drug release kinetics) was evaluated

De nombreux produits encapsulés sont utilisés dans la vie quotidienne. Crèmes cosmétiques, peintures, et pesticides en sont quelques exemples. De nos jours, de plus en plus de technologies innovantes mettent en jeu des substances encapsulées. La microencapsulation a permis à de nouveaux « textiles intelligents » de voir le jour, tels que les textiles sur lesquels sont fixées des microcapsules qui libèrent un principe actif amincissant, odorant, hydratant ou encore répulsif pour les insectes. Les microcapsules sont des produits à fortes valeur ajoutée, dont les propriétés sont nombreuses, et délicates à maîtriser toutes à la fois. Si l'étape de formulation a pour objectif de trouver la recette optimale pour répondre le mieux possible au cahier des charges, le type de procédé de fabrication choisi doit garantir une production homogène dans le temps, sans écarts par rapports aux propriétés attendues. L'objectif de ces travaux est de proposer une alternative continue aux procédés batch traditionnellement mis en œuvre pour l'encapsulation par polycondensation interfaciale, coûteux en termes d'investissement et de frais de fonctionnement. L'encapsulation par polycondensation interfaciale est constituée d'une étape d'émulsification suivie d'une étape réactive. Nous proposons un procédé découplant ces deux étapes grâce à deux technologies adaptées aux contraintes hydrodynamiques respectives de chaque étape. Cette étude est réalisée sur la base d'un système modèle espèce encapsulée / membrane polymérique. L'étape d'émulsification est réalisée en mélangeurs statiques en régime turbulent. Des mesures de pertes de charge en écoulements monophasiques ont permis de mettre en évidence l'apparition de ce régime et d'établir des corrélations représentant ces pertes de charge a travers l'emploi des nombres adimensionnels que sont le nombre de Reynolds et le facteur de friction. Concernant l'émulsification, nous évaluons l'influence de différents paramètres sur les performances de l'opération en termes de tailles de gouttes obtenues en fonction du coût énergétique. Nous comparons également les performances de trois designs de mélangeurs statiques commercialisés par la société Sulzer, et corrélons les résultats obtenus en termes de diamètres moyens de Sauter en fonction des nombres de Reynolds et de Weber. L'étape réactive est tout d'abord mise en œuvre en réacteur agité afin d'étudier la cinétique de la réaction, et d'acquérir des temps de réactions qui permettent par la suite de dimensionner le réacteur continu. Enfin cette étape est réalisée dans deux types de réacteurs continus : le réacteur Deanhex, développé et étudié par Anxionnaz et al. (2009), ainsi qu'un réacteur tubulaire en serpentin. Cette dernière étude consiste d'une part à valider le passage au continu à travers la conservation de la granulométrie des gouttelettes de l'émulsion durant la réaction, et la conservation de la vitesse apparente de la réaction. Enfin, les conditions hydrodynamiques favorables présentées par les réacteurs continus permettent d'apporter de nouvelles voies d'intensification au procédé en augmentant d'une part la concentration en capsules dans le réacteur, et en s'affranchissant de l'emploi du tensioactif utilisé pour stabiliser les gouttes de l'émulsion. Ce procédé, proposé pour la production en continu de microcapsules, offre une amélioration en termes de qualité du produit et de coût par rapport aux procédés traditionnels en batch mis en œuvre dans l'industrie. / The aim of the present work is to propose a continuous alternative to batch processes classically used to carry out encapsulation by interfacial polycondensation that represent high investment and working costs. Encapsulation by interfacial polycondensation consists in an emulsification step followed by a reactive step. We propose here a process decoupling these two steps using technologies well adapted to hydrodynamic issues of each step. This study is realised on the basis of model system. The emulsification step is carried out in static mixers under turbulent flow. Pressure drop measurements in single-phase flow enable to highlight this flow regime and to establish correlations representing these pressure drops in terms of dimensionless numbers: the Reynolds number and the friction factor. About emulsification we evaluate the influence of different parameters on the operation performances in terms of mean droplets size as a function of energy cost. We compare the performances of three different Sulzer static mixers and correlate results obtained in terms of Sauter mean diameter as a function of Reynolds and Weber numbers. The reactive step has been first carried out is stirred tank in order to study the reaction kinetics and to acquire reaction times necessary to design continuous reactors. Finally this step has been realised using two continuous reactors: the Deanhex reactor (Anxionnaz et al., 2009) and a coiled tube reactor. This last study consists first in validating the continuous process through the conservation of the emulsion size distribution during encapsulation and the conservation of the apparent kinetics. Finally the favourable hydrodynamic conditions presented by continuous reactors offer new ways of intensification to the process. In fact it is possible to increase the microcapsule concentration in the reactor and to work without surfactant to stabilize the emulsion. This continuous process for microcapsules production offers improvements in terms of product quality and working costs compared to traditional batch process used in the industry

L'objectif de cette thèse est de préparer des microsphères chargées en une protéine modèle, le lysozyme, en utilisant un nouveau copolymère pentabloc. La libération de protéine à partir des microsphères obtenues doit être continue et complète sur une période d’au moins un mois. Des copolymères pentabloc PLGA-P188-PLGA et une protéine modèle, le lysozyme, ont été utilisés. La présence du bloc central P188 la masse molaire du segment PLGA, le type de solvant, la concentration en polymère, la vitesse d’agitation de l’émulsion et la teneur en tensioactif ont tous un effet sur la porosité des microsphères. La teneur en tensioactif et la vitesse d'agitation ont principalement contribué au contrôle de la taille des particules. En ajustant les caractéristiques du segment PLGA et les paramètres du procédé, la libération de la protéine a été améliorée. Une libération prolongée et complète de protéines sur 8 semaines a été obtenue en suivant le modèle d’Higuchi. La modulation du profil de libération de la protéine a été obtenue par un mélange physique de différentes microsphères. Cette stratégie peut-être appliquée à une seule protéine ou dans le cadre d’une thérapie combinée. / The aim of this thesis is to formulate protein-loaded microspheres with penta-block copolymers for a sustained and completed protein release for at least one month. A new PLGA-P188-PLGA penta-block copolymers were used. The presence of a P188 central block facilitated the control of particle morphology and size. LA/GA ratio, the molecular weight of PLGA segment, solvent type, polymer concentration, emulsifying speed and surfactant content all affected microsphere porosity.The surfactant concentration and agitation speed principally contributed to particle size control. By adjusting the polymer characteristics and the process parameters, the protein release was improved remarkably. An 8-week completed and sustained protein release complying with the Higuchi model was achieved. The physical mixing of different microparticles was then studied for modulating release profile.The achievement of protein delivery with controlled release profile raised its applicability, especially for one protein sustained release or combined therapy.

Lors d’infections vaginales, divers pathogènes se développent au détriment de la flore locale. L’utilisation de lactobacilles en traitement prophylactique et/ou curatif pourrait pallier ce problème. Le but de ce travail de thèse a été de développer des microparticules mucoadhésives à base de pectine et d’acide hyaluronique (HA) pour la libération intravaginale de probiotiques. Quatre souches probiotiques ont été associées à des prébiotiques afin d’obtenir un effet symbiotique. Les microparticules ont été formulées par émulsification-gélification ionique. Dans un premier temps, l’étude de l’influence de différents paramètres de procédé et de formulation a permis de définir les conditions opératoires pour l’obtention de microparticules d'environ 140 µm de diamètre encapsulant des probiotiques viables. Puis, les propriétés mucoadhésives des microparticules ont été évaluées in-vitro et ex-vivo par des mesures rhéologiques en mode dynamique et par des tests d’indentation. La présence d’HA entraine une augmentation importante du pouvoir bioadhésif des particules. Enfin, ces microparticules ont été incorporées dans des comprimés par un procédé de granulation humide. L’encapsulation des bactéries permet leur protection lors du procédé de compression. De plus, contrairement aux formes classiques d'administration des probiotiques, les microparticules permettent d'obtenir un profil de libération prolongée des bactéries sur environ 10h contre 1h dans le cas d’un comprimé comportant des probiotiques non encapsulés. Un début de prolifération bactérienne s’opère entre 16 et 24 heures. Le comprimé ainsi développé est tout-à-fait adapté à une application vaginale / More than 300 millions of women around the world have urinary or vaginal infections, including yeast vaginitis and bacterial vaginosis. Vaginal use of probiotics offers a potential alternative approach to health restoration and maintenance of the vaginal microflora. Moreover, prebiotics may be combined with probiotics to obtain a symbiotic effect. The aim of this work was to develop pro- and pre-biotics-loaded bioadhesive microparticles by using pectin and hyaluronic acid (HA). Four probiotic strains classically used in vaginal applications and one prebiotic have been selected. Microparticles were produced by emulsification/gelation method using calcium as cross-linking agent. The study of process and formulation parameters allowed obtaining microparticles with a mean diameter of 140 µm which encapsulated between 1010 to 1011 cfu/g of microparticles. Their mucoadhesive properties have been proved both by rheological and indentation measurements in in-vitro and ex-vivo conditions. Moreover, results have shown that HA addition in pectin solutions enhanced the bioadhesive properties of the gel-based microparticles. Afterwards, microparticles have been incorporated inside tablet by wet granulation. Microencapsulation of probiotics allowed protecting them during the compression process. The kinetic release of probiotics studies in in-vitro conditions exhibited a sustained release profile for 10 hours against 1h for unencapsulated probiotics. A beginning of probiotic strain proliferation was observed between 16 to 24 hours. The developed tablet is well-suited to vaginal application

Ce travail porte sur le processus de fabrication de microballons en mousse basse densité et le contrôle fin de leur forme (diamètre, épaisseur, densité, sphéricité, non-concentricité). Durant cette thèse nous nous sommes concentrés sur le critère de non-concentricité qui doit être inférieure à 1%. Les microballons sont synthétisés en utilisant un procédé de microencapsulation conduisant à une émulsion double, suivie d'une polymérisation thermique à 60°C. Selon la littérature, trois paramètres majeurs, la densité des trois phases, les déformations du microballon pendant le procédé et la cinétique de polymérisation ont une influence directe sur la non-concentricité des microballons. Les résultats obtenus ont montré que lorsque l'écart de densité entre la phase aqueuse interne et la phase organique augmente, la non-concentricité des microballons TMPTMA s'améliore. Un écart de densité de 0,078 g.cm-3 à 60°C conduit à une non-concentricité moyenne de 2,4% avec un rendement en microballons de 58%. Il a également été montré que la synthèse peut être considérée comme reproductible. Pour une même phase aqueuse interne, les résultats de non-concentricité sont équivalents en utilisant soit un tube droit, un tube à étranglement ou un serpentin court. Le temps requis pour fixer la forme des microballons est d'au moins 20 minutes avec la polymérisation thermique. Ainsi, il semble que le temps passé par les microballons à l'intérieur des bouteilles de réception permet le centrage de la phase aqueuse interne à l'intérieur de la phase organique, quel que soit le processus de circulation précédemment utilisé. Afin d'obtenir des vitesses de polymérisation plus élevées et d'éviter les phénomènes de déstabilisation, nous avons alors concentré notre étude sur la photopolymérisation. Lorsque la synthèse est effectuée en utilisant une lampe UV avec une intensité lumineuse efficace, les microballons ont une épaisseur légèrement supérieure à celle des microballons synthétisés par voie thermique. Par ailleurs, un rendement plus élevé, environ 80%, est obtenu avec la polymérisation UV. Toutefois, la non-concentricité moyenne des microballons synthétisés est environ de 20%, ce qui est vraiment élevé par rapport à la non-concentricité moyenne de 2,4% obtenue par polymérisation thermique. Il serait intéressant d'exposer les microballons à la lumière UV, à différents moments après la collecte afin d'étudier l'influence du temps d'agitation sur la non-concentricité des microballons. / This work deals with the fabrication process of low density foam shells and the sharp control of their shape (diameter, thickness, density, sphericity, non-concentricity). During this PhD we focused on the non-concentricity criterion which has to be lower than 1%. The shells are synthesized using a microencapsulation process leading to a double emulsion and followed by a thermal polymerization at 60°C. According to the literature, three major parameters, the density of the three phases, the deformations of the shells along the process and the kinetics of the polymerization have a direct influence on the shells non-concentricity. The results obtained showed that when the density gap between the internal water phase and the organic phase increases, the TMPTMA shells non-concentricity improves. A density gap of 0.078 g.cm-3 at 60°C, leads to an average non-concentricity of 2.4% with a yield of shells of 58%. It was also shown that the synthesis process can be considered as reproducible. While using the same internal water phase, equivalent non-concentricity results are obtained using either a straight tube, a tube with areas of constriction or a short wound tube. The time required to fix the shell’s shape is at least 20 minutes with thermal polymerization. So, it seems that the time spent by the shells inside the rotating flask allows the centering of the internal water phase inside the organic phase, whatever the circulation process used. In order to get higher polymerization rates and to avoid destabilization phenomena, we then focused our study on photopolymerization. When the synthesis is performed using a UV lamp with an efficient light intensity, the shells have a slightly higher thickness than the shells synthesized by thermal polymerization. Moreover, a really higher yield, around 80%, is achieved with UV polymerization. However, the average non-concentricity of the shells synthesized lays around 20%, which is really high compared to the 2.4% average non-concentricity obtained with thermal polymerization. It would be interesting to expose the shells to UV light at different times after collection in order to study the influence of the agitation time on the shells non-concentricity.

Les accidents cardio-vasculaires représentent la première cause de décès en France. Parmi les facteurs de risque de ces pathologies figure la structure de l’apport lipidique, excédentaire en acides gras saturés, et déficitaire en acides gras polyinsaturés n-3. L’objectif de cette thèse est la mise au point d’un corps gras alimentaire, dont le profil lipidique permet de participer au rééquilibrage des apports en acides gras, avec comme cible la prévention des maladies cardio-vasculaires.Quatre études ont été réalisées pour répondre à cette problématique. Après la mise au point du profil en acides gras optimal, l’impact de la formulation de la phase concrète sur la texture du produit a été étudié afin de concilier les exigences nutritionnelles et les contraintes techniques de sa fabrication et de sa conservation.La mise au point de la formulation de la phase fluide a engendré une étude sur le développement de composés volatils délétères suite à l’addition d’une proportion importante d’huile de poisson dans la formule. Ce travail a mis en évidence deux phénomènes liés au dégagement de ces molécules, l’un attribué à l’oxydation des lipides, l’autre au contact avec l’eau.Le besoin de protéger les nutriments d’intérêt dans la matrice alimentaire a conduit à la mise au point d’une technologie de microencapsulation, originale de par son procédé de fabrication et sa finalité.Enfin, une étude de la biodisponibilité chez l’animal a montré que ce produit alimentaire est un vecteur efficace de ces nutriments d’intérêt que sont les acides gras polyinsaturés à longue chaîne. Apportés dans une telle matrice, ces composés ont modifié le profil lipidique des cellules circulantes et cérébrales, ce qui permet potentiellement d’améliorer le statut inflammatoire et coagulant des animaux / Cardiovascular events are the major cause of death in France. Among the known risk factors, lipid intake is of growing interest, saturated fatty acids being too much consumed, and n-3 polyunsaturated fatty acids not enough. The aim of this PhD study is to design a spread with a lipid profile that can improve the whole lipid intake, and with cardiovascular events prevention as main goal.Four studies were conducted regarding this issue. Following the design of the optimal fatty acid profile for the product, it appeared necessary to study the solid phase recipe impact on the product texture, to achieve both nutritional and technological restrains.The design of the liquid phase recipe generated a study on the development of deleterious volatile compounds following the addition of a high proportion of fish oil in the formula. This work highlighted two phenomena linked to the emission of these molecules, one related to lipid oxidation, and the other to a contact with water.A technology of microencapsulation, which is original because of its production process and aim, was designed to ensure the protection of the active nutrients in the product matrix.Finally, a bioavailability study in rats showed that this food product is a powerful way of providing these nutrients. Incorporated in such a matrix, these molecules modified the lipid profile of the circulating and cerebral cells membrane, potentially improving the inflammatory and clotting status of the animals