L’objectif de ce travail était d’examiner chez la rate adulte ovariectomisée les effets osseux et sur le métabolisme lipidique de l’acide zolécronique et de l’exercice physique. Dans une première étude, les effets individuels et combinés de l’acide zolédronique 20 µg/kg une injection unique et de l’exercice physique (course dur tapis roulant pendant 12 semaines) ont été examinés sur la densité osseuse au corps entier et au fémur, l’analyse de la microarchitecture trabéculaires, les propriétés biomécaniques et le remodelage osseux. Les résultats montrent globalement que l’acide zolédronique prévient la dégradation microarchitecturale et l’hyperresorption induite par l’ovariectomie, que l’exercice physique maintient partiellement les propriétés biomécaniques et agit sur le remodelage osseux en augmentant la formation osseuse mais qu’aucun bénéfice additionnel ou synergique n’est trouvé sur le squelette osseux de la combinaison des deux interventions. La deuxième étude s’est intéressée aux effets sur le profil lipidique de l’action spécifique et combinée des deux interventions ci-dessus mentionnées. Si l’acide zolédronique et l’exercice de course sur tapis roulant modifient les taux de cholestérol total et de HDL cholestérol dans le sens d’une amélioration du risque d’athérosclérose, leurs effets associés ne sont pas synergiques et ont eu un effet paradoxal inverse possiblement expliqué par un effet pro-inflammatoire de la combinaison des deux interventions. / The aim of this study was to investigate in mature ovariectomized rats the effects on bone tissue and on the lipids metabolism of zoledronic acid and physical exercise. In this first study, the individual and combined effects of zoledronic acid (20 µg/kg a single injection) and physical exercise (treadmill running exercise during twelve week) have been examined on whole body and femur bone mineral density, on trabecular microarchitecture analysis, on bone strength parameters and on bone turnover. Results showned globally that zoledronic acid prevented the trabecular microarchitectural changes and the increase in resorption induced by ovariectomy. Treadmill running exercise particully maintained the bone strength and exerted its action by an increase in bone formation. However we dit not found any additive or synergistic effect of the two interventions combined on the rat skeletal status. The second study aimed to assess the specific and combined effects of zoledronic acid and treadmill running exercise on the lipid profile in this model of ovariectomized mature rats. If both zoledronic acid and treadmill running exercise modified total cholesterol and HDL cholesterol with an improvement of the atherosclerosis risk, their combined effects were not synergistic and furthermore they produced a paradoxical inverse effect possibly explained by a pro-inflammatory effect of the two interventions combined.

Dans le contexte éco-environnemental actuel, l’Humanité est à la recherche d’alternatives pour remplacer les carburants fossiles responsables du changement climatique affectant le quotidien un peu plus chaque année. Inspiré par la Nature et le processus de la photosynthèse, un nouveau domaine à l’interface entre chimie, physique et ingénierie émergea dans les années 70 : la photosynthèse artificielle. Depuis, de nombreux systèmes catalytiques ont été rapportés mais leur intégration à l’échelle commerciale n’est pas encore d’actualité. De nombreux défis demeurent afin d’améliorer les performances, coupler les différentes réactions et s’assurer de la stabilité à long terme des dispositifs. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous nous sommes attachés à explorer la chimie de coordination de complexes de ruthénium et de rhénium, omniprésents dans la littérature mais dont les propriétés peuvent être encore largement modulées par le design de nouveaux ligands. Dans un deuxième temps, les polyoxométallates, composés inorganiques à mi-chemin entre oxydes et molécules aux propriétés fascinantes, ont été recrutés pour développer des dyades covalentes, stratégie permettant de stabiliser un chromophore dans les conditions photocatalytiques. / In the current ecological and environmental context, Mankind needs to find alternative energy sources to replace fossil fuels, as their combustion is a major cause of the current global climate change affecting our daily life a bit more each year. Inspired by Nature and the photosynthetic process, a new area at the interface between chemistry, physics and engineering has emerged in the 70s: artificial photosynthesis. Since then, many catalytic systems have been reported but their integration at commercial scale has not yet been achieved. Several challenges remain to improve their performances, ensure efficient coupling between the different reactions and enhance the long-term stability of these devices. Within this doctoral thesis, we have focused on exploring the coordination chemistry of ruthenium and rhenium complexes, ubiquitous in the literature though their properties can still be vastly tuned by designing new ligands. In a different approach, polyoxometalates, which are inorganic compounds half-way between oxides and molecules with fascinating properties, were recruited to develop covalent dyads, a strategy enabling stabilization of the dye under photocatalytic conditions.

L'utilisation de dioxyde de carbone comme source de carbone C1 pour produire des plateformes chimiques ou comme source de carburant est une alternative à la pétrochimie et pourrait permettre son recyclage. Actuellement, les principaux procédés décrits pour la valorisation du CO2 font appel à des réducteurs en quantités stoechiométriques (ce qui génère des déchets), des métaux nobles (disponibilité limitée, toxicité et coût élevé). Dans cette course environnementale et économique, une des réponses, mais aussi un des challenges de la chimie moderne, est la préparation de nouveaux complexes organométalliques de fer et leur utilisation en catalyse. Basé sur notre expertise dans le domaine de la synthèse, de la catalyse et du développement de complexes organométalliques, ce projet propose de développer de nouvelles méthodologies rapides, efficaces, sélectives et éco-compatibles pour la réduction du dioxyde de carbone et des carbonates par hydrogénation avec des complexes bifonctionnels de fer. / The use of carbon dioxide as a source of carbon C1 to produce chemical platforms or as a fuel source constitute an alternative to petrochemicals and could allow its recycling. Currently, the main described processes for the recycling and the valorization of CO2 are using reducing agents in stoichiometric amounts (which generates waste) or noble metals (limited availability, toxicity and high costs). In this environmental and economical race, one of the challenges of modern chemistry is the preparation of new organometallic iron complexes and their use in catalysis. Based on our expertise in the field of synthesis, catalysis and development of organometallic complexes, this work proposes to develop new fast, efficient, selective and eco-compatible methodologies for the reduction of carbon dioxide and carbonates by hydrogenation with bifunctional iron complexes.

Titre de l'écran-titre (visionné le 4 mars 2024) / L'objectif principal de cette recherche est d'évaluer l'impact environnemental et le comportement hygrothermique d'une enveloppe de bâtiment en BLC utilisant des matériaux biosourcés. L'étude compare des murs avec ou sans membrane pare-air, des panneaux de fibres de bois ou une isolation en laine de roche. Les murs ont été soumis à des essais statiques et dynamiques dans une chambre climatique, où des capteurs de température et d'humidité relative ont été installés à travers les murs. Les résultats ont montré que l'isolation en fibres de bois a une humidité relative plus faible et une température similaire à celle de l'isolation en laine de roche, et que la membrane pare-air réduit le transfert d'humidité et augmente la température à travers le mur. L'isolation en fibres de bois agit également comme un tampon d'humidité, retardant la migration de l'humidité à travers l'enveloppe. Les analyses du cycle de vie ont montré que le revêtement métallique a le plus fort impact sur le réchauffement climatique, suivi par les types d'isolation. L'isolation en fibres de bois a un impact similaire à celui de l'isolation en laine de roche, sauf pour l'eutrophisation, où la laine de roche a un impact plus faible. La membrane pare-air avait un faible impact, mais elle empêchait le mur en BLC d'être entièrement recyclé. Le carbone biogénique stocké dans le BLC et l'isolation en fibres de bois réduisait le potentiel de réchauffement global des murs. Cette étude suggère que l'isolation en fibres de bois pourrait être utilisée pour réduire les variations d'humidité et qu'une membrane pare-air est parfois nécessaire selon l'isolation utilisée. / The main objective of this research is to evaluate the environmental impact and the hygrothermal behavior of a building envelope made of CLT using bio-based materials. The study compares walls with or without an air barrier membrane, wood fiber panels or rock wool insulation. The walls were subjected to static and dynamic tests in a climatic chamber, where temperature and relative humidity sensors were installed through the walls. The results showed that the wood fiber insulation had a lower relative humidity and a similar temperature to the rock wool insulation and that the air barrier membrane reduced the moisture transfer and increased the temperature across the wall. The wood fiber insulation also acted as a moisture buffer, delaying moisture migration through the envelope. The life cycle analyses showed that the metal cladding had the highest impact on global warming, followed by the types of insulation. The wood fiber insulation had a similar impact to the rock wool insulation, except for eutrophication, where the rock wool had a lower impact. The air barrier membrane had a low impact but prevented the CLT wall from being fully recycled. The biogenic carbon stored in the CLT and the wood fiber insulation reduced the global warming potential of the walls. This study suggests that the wood fiber insulation could be used to reduce humidity variations and that an air barrier membrane is sometimes necessary depending on the insulation used.

La microarchitecture osseuse est un des déterminants de la qualité osseuse qui peut maintenant être évaluée in vivo au radius et au tibia distaux avec une résolution isotropique de 82μm par un nouveau scanner à haute résolution (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Par ailleurs, l’utilisation d’analyse en éléments finis sur les volumes 3D obtenus permet d’évaluer les propriétés biomécaniques de l’os comme la résistance osseuse. Nous avons montré qu’il s’agissait d’une technique prometteuse pour évaluer la densité, la microarchitecture et les propriétés biomécaniques osseuses au niveau des sites périphériques, notamment parce que ces mesures étaient associées chez la femme avec des fractures ostéoporotiques de toutes sortes. Nous avons également montré que les mêmes mesures étaient tout aussi pertinentes chez l’homme, alors qu’il est moins sujet à l’ostéoporose. Les résultats étaient associés aux fractures ostéoporotiques de toutes sortes, notamment les fractures vertébrales. L’analyse en éléments finis permet donc la mesure in vivo de la résistance osseuse, ce qui pourrait fournir des informations sur la fragilité osseuse et le risque de fracture non accessible par les seules mesures de densité ou de microarchitecture osseuse. / Bone microarchitecture is one of the determinants of bone quality that can now be evaluated in vivo at the distal radius and tibia with an isotropic resolution of 82μm with a new high-resolution peripheral scanner (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Moreover, the use of finite element analysis on the 3D bone volume acquired allows the assessment of bone biomechanical properties such as bone strength. Our studies show that this technique is promising to assess bone density, microarchitecture and strength at peripheral skeletal sites. Indeed those measures were associated with osteoporotic fractures of all kinds in women. We also demonstrated that those same measures were associated with osteoporotic fractures of all kinds, including vertebral fractures, in men, who are less prone to be affected by osteoporosis. Finite element analysis allows in vivo measurement of bone strength, which might provide additional information about bone fragility and fracture risk that are not assessed by measures of density or microarchitecture.

La microarchitecture osseuse est un des déterminants de la qualité osseuse qui peut maintenant être évaluée in vivo au radius et au tibia distaux avec une résolution isotropique de 82μm par un nouveau scanner à haute résolution (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Par ailleurs, l'utilisation d'analyse en éléments finis sur les volumes 3D obtenus permet d'évaluer les propriétés biomécaniques de l'os comme la résistance osseuse. Nous avons montré qu'il s'agissait d'une technique prometteuse pour évaluer la densité, la microarchitecture et les propriétés biomécaniques osseuses au niveau des sites périphériques, notamment parce que ces mesures étaient associées chez la femme avec des fractures ostéoporotiques de toutes sortes. Nous avons également montré que les mêmes mesures étaient tout aussi pertinentes chez l'homme, alors qu'il est moins sujet à l'ostéoporose. Les résultats étaient associés aux fractures ostéoporotiques de toutes sortes, notamment les fractures vertébrales. L'analyse en éléments finis permet donc la mesure in vivo de la résistance osseuse, ce qui pourrait fournir des informations sur la fragilité osseuse et le risque de fracture non accessible par les seules mesures de densité ou de microarchitecture osseuse.

Ce travail concerne l'étude des interactions bactéries /silicates grâce à de nouveaux matériaux ou gels de silice hybrides dopés en particules colloïdales de smectites (GSH). Les deux objectifs principaux sont la caractérisation physicochimique des GSH et l'amélioration des connaissances sur les mécanismes de l'altération minérale grâce aux GSH. Dans le premier volet de la thèse, nous avons ainsi pu mettre en évidence que le gel est constitué d'une matrice siliceuse particulaire de nature fractale dans laquelle les particules minérales sont dispersées. La structure des GSH est stabilisée par le traitement hydrothermal choisi (type autoclave). Dans le second volet de la thèse, l'altération minérale est étudiée pour des GSH à concentration variable en particules minérales, à teneur élevée (NAu-2) ou basse (SWy-2) en fer. Il est ainsi montré que la diffusion des acides organiques et des sidérophores dans le GSH, hors adhésion ou formation d'un biofilm en surface des minéraux, est suffisante pour altérer efficacement les particules minérales. La mise en évidence de gradients de protons locaux produits par la bactérie en interaction avec les GSH peut également expliquer l'efficacité biotique de la dissolution minérale par rapport à des conditions abiotiques. En conclusion, les points forts et les limites de l'utilisation d'un matériau hybride type GSH pour cibler les interactions minéral/microorganismes sont discutés / This work deals with the study of bacteria/silicate interactions by using new hybrid materials, i.e. hybrid silica gel dopped with colloidal smectite particles (HSG). The aims are (1) to characterize HSG physicochemical properties and (2) to get a better knowledge about mineral/bacteria interactions. In a first part of the thesis, it is shown that HSG is a fractal silica network containing well-dispersed mineral particles. Hydrothermal treatment is necessary to stabilize the HSG structure. In the second part, it is shown that diffusion of organic acids and siderophores is sufficient to explain the high efficiency of bacterial action compared to abiotic treatments. Preventing bacterial adhesion or biofilm formation at the mineral surface permits to enhance the influence of metabolites diffusion. To conclude, the advantages and limits of using HSG in environmental studies are discussed

Les buts de cette thèse étaient d'explorer les effets de l'obésité et du surpoids sur le contenu minéral osseux (CMO), la densité minérale osseuse (DMO) et la géométrie osseuse de la hanche ches des adolescents et des jeunes adultes libanais. 131 sujets libanais agés de 13 à 30 ans ont acceptés de participer à cette étude (67 de sexe masculin et 64 de sexe féminin) et ont donné leur consentement éclairé. Le poids et la taille ont été mesurés et l'indice de masse corporelle (IMC) a été calculé. La composition corporelle, le CMO du corps entier (CE), la DMO CE, la DMO du rachis lombaire (L2-L4), la DMO de la hanche et la DMO de l'avant-bras ont été mesuréses par la DXA. La géométrie osseuse de la hanche a été évaluée par le logiciel Hip Structure Analysis (HSA). La surface de la section transversale (CSA), le moment d'inertie de la surface transversale (CSMI), le module de section (Z), l'épaisseur corticale (CT) et le buckling ratio (BR) ont été ainsi mesurés par le logiciel HSA. Dans les deux sexes, l'obésité et le surpoids étaient associés à une augmentation des valeurs absolues de CMO, de DMO et d'indicecs géométriques de résistance osseuse (CSA et Z) au niveau de la hanche. Chez les sujets de sexe masculin, le CMO CE, le rapport CMO CE/taille, la DMO CE et la DMO du Radius ultra-distal étaient significativement inférieurs chez le groupe obèse par rapport aux groupes en surpoids et normo-pondérés après ajustement pour le poids (en utilisant une analyse de covariance). Chez les sujets de sexe féminin, après ajustement pour le poids (en utilisant une analyse de covariance), la DMO du rachis lombaire était inférieure chez le groupe obèse par rapport au groupe normo-pondéré alors qu'il n'y avait aucune différence entre les trois groupes (obèse, en surpoids et normo-pondéré) au niveau des indices géométriques de résistance osseuse de la hanche. Cette thèse montre donc que la DMO de certains sites osseux n'est pas correctement adaptée à l'excès de poids chez les jeunes obèses. / The aims of this thesis were to explore the effects of obesity and overweight on bone mineral content (BMC), bone mineral density (BMD) and hip geometry in a group of Lebanese adolescents and young adults. 131 Lebanese subjects (67males and 64 female) whose ages range between 13 and 30 years participated in this study. Informed written consent was obtained from participants. Weight and height were measured, and body mass index (BMI) was calculated. Body composition, whole body bone mineral content (WB BMC), whole body bone mineral density (WB BMD), lumbar spine bone mineral density (L2-L4 BMD), hip BMD and forearm BMD were measured by DXA. To evaluate hip bone strength, DXA scans were analyzed by the hip structure analysis (HSA) program. Cross-sectional area (CSA), section modulus (Z), cross-sectional moment of inertia (CSMI), cortical thickness (CT) and buckling ratio (BR) were measured from hip bone mass profiles using the HSA software. In both sexes, obesity and overweight were associated with higher crude BMC, BMD and geometric indices of hip bone strengh values (CSA and Z). In males, obese group displayed lower WB BMC, WB BMC/height, WB BMD and ultra-distal Radius BMD values in comparison to overweight and normal-weight groups after adjustement for weight (using a one-way analysis of covariance). In females, after adjusting for body weight (using a one-way analysis of covariance), lumbar spine BMD was lower in the obese group compared to the normal-weight group while there were no significant differences among the three groups (obses, overweight and normal-weight) regarding geometric indicesof hip bone strength. This study shows that BMD of some skeletal sites is not well adapted to the increased body weight in young obese.

Aujourd'hui, la gestion des sites et sols pollués apparaît comme un enjeu majeur des politiques environnementales et sanitaires. Pour ce faire, des outils d'aide à la décision doivent être développés et validés afin de faciliter l'identification et la compréhension des risques induits. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est d'améliorer les connaissances quant aux liens existants entre la nature des contaminants, leurs comportements géochimiques, la nature des phases porteuses et la bioaccessibilité. In fine, de cette compréhension fine en découlera une évaluation plus spécifique des risques environnementaux et sanitaires leur étant imputable, et une remédiation plus cohérente. Pour ce faire, deux sites contaminés à la typologie différente (minier vs industriel) ont été étudiés mais à contamination semblable (As, Pb, Zn et Cd). Après un échantillonnage représentatif en adéquation au type de site et à sa géomorphologie, une caractérisation physico-chimique fine a été effectuée sur chaque échantillon avant de déterminer leur stabilité environnementale et physiologique (bioaccessibilité). Le couplage avec de la minéralogie environnementale a permis d’expliquer le comportement des éléments dans les différents milieux. Dans un second temps, afin de s'affranchir des contraintes d'un milieu complexe comme le sol et de définir l'impact réel de chaque phase porteuse sur les risques, des phases pures ont été synthétisé et soumises aux mêmes tests que les échantillons naturels. Un retour sur le solide est alors systématiquement effectué mettant en évidence les modifications minéralogiques subies par l'échantillon. Des mélanges ont également été effectué afin d’appréhender et de mieux comprendre les effets cocktails d’éléments métalliques et metalloïdes. Cette approche intégrée, multi-analytique et multi-échelle est alors la première étape d'un long processus de compréhension et de prédiction des risques basé sur le couplage géochimie et minéralogie environnementale. / Today, the management of polluted sites and soils appears to be a major challenge for environmental and health policies. To do this, decision support tools must be developed and validated to facilitate the identification and understanding of the risks involved. In this context, the objective of this study is to improve knowledge of the links between the nature of contaminants, their geochemical behavior, the nature of carrier phases and bioaccessibility. Ultimately, this understanding will lead to a more specific assessment of the environmental and health risks attributable to them, and to a more coherent remediation. To do this, two contaminated sites with different typologies (mining vs. industrial) were studied but with similar contamination (As, Pb, Zn and Cd). After a representative sampling in accordance with the type of site and its geomorphology, a fine physico-chemical characterization was carried out on each sample before determining their environmental and physiological stability (bioaccessibility). The coupling with environmental mineralogy made possible to explain the behavior of the elements in the various environments. In a second step, in order to overcome the constraints of a complex environment such as the soil and to define the real impact of each bearing phase on the risks, pure phases were synthesized and subjected to the same tests as the natural samples. A return to the solid is then systematically carried out, highlighting the mineralogical changes undergone by the sample. Mixtures have also been made to understand and better understand the cocktail effects of metallic and metalloid elements. This integrated, multi-analytical and multi-scale approach is then the first step in a long process of understanding and predicting risks based on geochemistry and environmental mineralogy coupling.

L'objectif de ce travail était d'étudier la niche écologique et la croissance du sapin (Abies alba Mill.) dans les Vosges (Nord-est de la France) en fonction des conditions de milieu et de la compétition inter-spécifique. L'étude de la niche écologique a été réalisée à partir de 325 relevés phytoécologiques issus de la base de données EcoPlant. L'étude de la croissance a été effectuée avec 143 placettes réalisées dans le cadre de ce travail à partir d'un plan d'échantillonnage stratifié selon la composition du peuplement, l'altitude et le niveau trophique du sol. Les sapinières pures ou mélangées sélectionnées pour l'étude de la croissance sont adultes, régulières en âge et les essences associées au sapin sont Fagus sylvatica, Picea abies, Pinus sylvestris, Quercus petraea et Acer pseudoplatanus. La mesure de variables dendrométriques, climatiques et édaphiques ainsi que le prélèvement des carottes de 3 arbres de chaque essence ont été effectués sur chaque placette. Les analyses des carottes ont été réalisées selon les méthodes classiques de la dendrochronologie. L'indice de fertilité et un indice radial traduisant respectivement la croissance en hauteur dominante et la croissance radiale moyenne du sapin ont été calculés. La distribution des essences du Massif Vosgien est déterminée par un gradient nutritionnel (taux de saturation, rapport C/N) et par un gradient hydrique (bilan hydrique estival). La niche écologique du sapin à basse altitude recouvre celles de Quercus petraea, de Pinus sylvestris dans les milieux acides et de Carpinus betulus dans les milieux riches chimiquement. A altitude élevée, la niche du sapin recouvre celle de Picea abies dans les milieux acides et celle de Acer pseudoplatanus en milieu eutrophe. Fagus sylvatica est présent dans tous les milieux favorables au sapin. La relation milieu-croissance n'est pas identique selon qu'il s'agit de la croissance en hauteur ou de la radiale. La première est fortement corrélée aux effets climatiques (altitude, exposition, températures hivernales) et nutritifs (acidité, toxicité aluminique, azote). Le bilan hydrique de printemps et les apports en eau liés à la topographie sont en outre significatifs à basse altitude. Pour la croissance radiale, l'effet des facteurs climatiques est faible à nul, tandis que l'effet de la réserve utile et de la topographie devient important. Les effets de la composition spécifique sont significatifs et différenciés : il existe un effet stimulant des forts stocks sur pied en résineux sur la croissance en hauteur du sapin, tandis que la croissance radiale est détériorée en présence de Picea abies. Ce résultat suggère d'importants effets de compétition pour la lumière qui entraînent chez le sapin une délocalisation de la croissance secondaire vers la croissance primaire. Les déterminismes écologiques différenciés entre les deux dimensions de la croissance ont pour conséquence un changement de forme des individus avec les conditions environnementales, et conduisent à invalider la Loi de Eichhorn. L'analyse de la croissance radiale au cours du XXème siècle montre que l'effet de la nutrition azotée est très significatif au début du siècle, mais ne l'est plus à la fin. L'eutrophisation à long terme des milieux pourrait expliquer la disparition de l'effet limitant de l'azote sur la croissance du sapin dans les forêts tempérées.