L’interaction plasma-flamme résulte d’une interaction complexe entre processus physico-chimiques et hydrodynamiques. Toutefois, dans la littérature, l’influence des effets hydrodynamiques est souvent négligée au profit des effets thermiques et chimiques. L’objectif de nos travaux est de mettre en évidence expérimentalement le rôle des effets hydrodynamiques des décharges NRP dans l’interaction plasma-flamme. La PIV est d’abord mise en oeuvre pour caractériser l’écoulement d’air et étudier l’interaction plasma-écoulement inerte. Cette démarche a permis de mettre en évidence les effets hydrodynamiques des décharges NRP, caractérisés par une onde de choc (1-30 μs) et un noyau chaud (30-500 μs). Ensuite, une chambre de combustion à volume constant est utilisée pour réaliser des expériences d’allumage par décharges NRP de mélange méthane-air en régimes laminaire et turbulent. Nous avons effectué simultanément la PLIF OH et la chimiluminescence OH*. Une analyse basée sur la vitesse apparente du front réactif est conduite afin de comprendre le mécanisme d’allumage et le plissement du front de flamme à mesure que le nombre de décharges augmente. / Different phenomena are involved in plasma-assisted ignition/combustion and result in a complex interaction of physico-chemical and hydrodynamic processes. However, in the literature, the influence of the hydrodynamic effects is often neglected and most of studies support chemical and thermal effects as the main mechanisms of interaction. The aim of this experimental study is to highlight the role of the hydrodynamic effects of NRP discharges for a better comprehension of the main mechanisms involved in plasma-flame interaction. PIV is performed to characterize the airflow and study plasma-inert flow interaction. This approach enabled highlight hydrodynamic effects of NRP discharges, namely a shock wave (1-30 μs) and a hot kernel (30-500μs). A constant volume combustion chamber is then used in reactive case to conduct single shot experiments of methane-air mixture ignition by NRP discharges in laminar and turbulent configurations. Simultaneous PLIF and chemiluminescence respectively on OH and OH* radicals are performed. An analysis based on apparent flame velocity of the reactive front is conducted in order to understand the ignition process as well as the observed flame front wrinkling as the number of discharges pulses is increased.

Over the past few decades, surface dielectric barrier discharge (SDBD) actuators have been studied extensively as aerodynamic flow control devices. There has been extensive research on producing SDBD plasmas through excitation by sinusoidal high voltage in low-speed flows, resulting in local acceleration of the flow through the electrohydrodynamic (EHD) effect. However, high-speed flow control using SDBD actuators has not been considered to the same extent. Control through thermal perturbations appears more promising than using EHD effects. SDBDs driven by nanosecond repetitively pulsed (NRP) discharges (NRP SDBDs) can produce rapid localized heating and have been used to produce better flow reattachment in high-speed flows. While surface actuators based on NRP DBDs appear promising for high-speed flow control, the physics underlying the plasma/flow coupling are not well understood and the actuators have yet to be fully characterized or optimized. In particular, methods for tailoring the plasma characteristics by varying the actuator’s electrical or geometrical characteristics have not been thoroughly explored.<div>In the current work, NRP SDBD actuators for control of high-speed flows are developed and characterized. As discussed previously, it is believed that the mechanism for high-speed flow control by these plasmas is thermal perturbations from rapid localized heating. Therefore, the goal is to design actuators that produce well-defined filamentary discharges which provide controlled local heating. The electrical parameters (pulse duration, PRF, and polarity) and electrode geometries are varied and the optimal configurations for producing such plasma filaments over a range of ambient pressures are identified. In particular, single and double sawtooth shaped electrodes are investigated since the enhanced electric field at the electrode tips may permit easier production of “strong” (i.e. higher temperature) filaments with well-defined spacing, even at low pressure. Time-resolved measurements of the gas temperature in the plasma will be obtained using optical emission spectroscopy (OES) to assess the thermal perturbations produced by the actuators. To the author’s knowledge, these will be the first such measurements of temperature perturbations induced by NRP SDBDs. The plasma structure and temperature measurements will be correlated with schlieren visualization of the shock waves and localized flow field induced by the discharges. Finally, the optimized actuators will be integrated into a high-speed flat plate boundary layer and preliminary assessment of the effect of the plasma on the boundary layer will be conducted.<br></div>

Les méthodes de stérilisation à basse température prennent une importance croissante pour la décontamination de matériaux thermosensibles utilisés dans les appareils exposés aux risques microbiologiques tels que les endoscopes dans les hôpitaux, les emballages dans l'industrie agroalimentaire, ou les équipements soumis aux agents microbiologiques de guerre dans les zones de conflits. Les méthodes de stérilisation standards non-thermiques souffrent de limitations liées à leur toxicité, leurs coûts élevés, leurs faibles compatibilités avec les matériaux, et/ou leurs longs cycles de stérilisation (quelques heures). Une approche alternative consiste à utiliser des plasmas hors équilibre à pression atmosphérique produits par décharges électriques. Les plasmas permettent des cycles de stérilisation pluscourts car les surfaces traitées sont exposées à de nombreux agents biocides, notamment à du rayonnement, à des espèces réactives oxygénées et azotées (RONS), et à des espèces chargées. Cependant, à pression atmosphérique, le volume du plasma est généralement faible. Les traitements en post-décharge permettent d'augmenter la surface de traitement, tout en réduisant la dégradation du matériau par les espèces chargées. Dans la post-décharge, les principaux agents biocides sont les RONS. L'objectif de cette thèse est d'étudier la production et le transport des RONS générés par des décharges pulsées non-thermiques dans l'air et l'azote à pression atmosphérique au moyen de diagnositcs de spectroscopie d'absorption UV et mid-IR (QCLAS), de fluorescence / Low-temperature sterilization methods are of increasing importance for the decontamination of heat-sensitive materials in devices exposed to biohazards, such as endoscopes in hospitals, containers in the food industry, or contaminated equipment in areas exposed to war acts. Standard non-thermal sterilization methods suffer from limitations related to their toxicity, high cost, low material compatibility, and/or long sterilization cycles (several hours). An alternative approach consists in using atmospheric pressure nonequilibrium plasmas produced by electric discharges. Plasmas provide shorter sterilization cycles because they combine various biocidal agents including radiation,reactive oxygen and nitrogen species (RONS), and charged species. However, at atmospheric pressure the plasma volume is usually small. Post-discharge treatment allows to increase the treated surface area, and in addition to reduce surface degradation by charged species. In post-discharge treatment, the main biocidal agents are the RONS. The objective of this thesis is to study the production and transport of RONS generated by non-thermal pulsed discharges in nitrogen and air at atmospheric pressure by means of UV and mid-IR (QCLAS) absorption spectroscopy, planar laser induced fluorescence (PLIF), and absolute emission spectroscopy.

Ces travaux s’articulent autour de dérivés saccharidiques de type exo-glycals ou C-glycosides pour lesquels de nouvelles méthodologies synthétiques ainsi que des applications dans le domaine de la biologie ont été développées. Dans un premier temps, l’addition de nucléophiles soufrés et carbonés sur le carbone anomérique de différents exo-glycals activés a été réalisée, permettant un accès efficace à de nouveaux S-glycosides tertiaires ainsi qu’à des γ-glycoamino acides anomériques. Ces derniers ont été utilisés pour l’élaboration de peptides linéaires mixtes α/γ dont les propriétés de structuration ont ensuite été étudiées par RMN, IR, CD et modélisation moléculaire. De nouvelles plates-formes glycopeptidiques multifonctionnelles ont été préparées par cyclisation de ces peptides. Dans un second temps, le développement de peptidomimétiques ciblant le récepteur neuropiline-1, impliqué dans l’angiogenèse tumorale, a été entrepris. En s’appuyant sur des études de modélisation moléculaire, certains composés ont montré une bonne affinité pour le récepteur NRP-1 et l’un des composés a montré des propriétés prometteuses pour l’inhibition de la formation de tubules / This work is focused on the development of new synthetic pathways for exo-glycals functionalization and synthesis of bioactive compounds. The first part of this manuscript describes the efficient preparation of new tertiary S-glycosides and γ-glycoamino acids via Michael addition of thiols derivatives and carbanions on anomeric carbon of exo-glycals. The obtained γ-glycoamino acids were then incorporated in α/γ mixed peptides and their structural properties were studied by NMR, IR, CD and molecular modelling studies. Furthermore, cyclic multivalent platforms were built by intramolecular cyclization of these entities. The second part of the manuscript concerns the elaboration of peptidomimetics targeting neuropilin-1 receptor, implicated in tumor angiogenesis. Based on molecular modeling studies, some compounds showed interesting binding affinity for NRP-1 receptor and one of them displayed promising properties toward inhibition of tubule formation

La thérapie photodynamique (PDT) appliquée aux tumeurs cérébrales est évaluée comme une stratégie complémentaire par rapport aux thérapies conventionnelles. De nombreux travaux mettent en exergue le rôle prépondérant joué par l'effet vasculaire de la PDT dans l'éradication tumorale. Ainsi, une accumulation sélective du photosensibilisateur au niveau des néo-vaisseaux tumoraux favorise cet effet et donc, l'efficacité du traitement photodynamique. La stratégie vasculaire consistant à coupler un photosensibilisateur à un peptide ligand pour cibler le récepteur neuropiline-1 (NRP-1) surexprimé par les cellules endothéliales angiogéniques a été validée, démontrant également l'induction de l'expression du facteur tissulaire immédiatement après PDT. Grâce à l'utilisation de nanoparticules multifonctionnelles, des améliorations ont été apportées à la stratégie initiale pour une PDT interstitielle (iPDT) guidée par l'imagerie. Fonctionnalisées par le peptide ligand, vecteur du photosensibilisateur et d'un agent de contraste puis rendues furtives, les nanoparticules sélectionnées présentent les propriétés originales requises pour une action combinée en IRM et PDT ciblée. Les nano-objets sont affins pour NRP-1 et conservent leur caractéristique photo-activable. Les essais sur rats nude xénogreffés en orthotopique par un modèle de gliome malin humain, valident la faisabilité du concept de iPDT guidée par l'IRM en temps réel. Après injection des nanoparticules par voie intraveineuse, un rehaussement positif du signal IRM est observé au niveau de la zone tumorale pour optimiser l'implantation de la fibre optique. Les résultats obtenus par IRM de perfusion et, l'expression protéique de NRP-1 au niveau du tissu et des berges tumorales, valident la sélectivité des nanoparticules fonctionnalisées. La combinaison des techniques d'imagerie non-invasives (IRM, SRM, TEP/CT) a permis le suivi thérapeutique / Photodynamic therapy (PDT) for brain tumors appears to be complementary to conventional treatments. Number studies show the major role of the vascular effect in the tumor eradication by PDT. To promote this vascular effect, a selective targeting of neuropilin-1 (NRP-1), mainly over-expressed by tumor angiogenic vessels, was investigated using a photosensitizer coupled to a ligand peptide. We validated the interest of using this active-targeting strategy to promote this vascular effect by the induction of tissue factor expression immediately post-PDT. For interstitial PDT (iPDT) of brain tumors guided by real-time imaging, multifunctional nanoparticles consisting of a surface-localized tumor vasculature targeting NRP-1 and encapsulated PDT and imaging agents, have been developed. The selected nanoparticles are favourable to a photosensitizer targeting strategy for iPDT combined with MRI.Characterization studies of the nanoparticles reveal a photodynamic efficiency and demonstrate a molecular affinity of the functionalized nanoparticle to NRP-1 target. After intravenous injection of the multifunctional nanoparticles into rats with intracranial glioma, we demonstrate a positive contrast enhancement of the tumor tissue by MRI, allowing the optimization of the optical fiber implantation. Perfusion MRI data and NRP-1 protein expression of the tumor and brain adjacent to tumor tissues check selectivity of the functionalized nanoparticle. The combination of non-invasive techniques of imaging (MRI, MRS, PET/CT) validates this concept of iPDT guided by MRI

Hemocyanin, a copper containing protein, is the respiratory protein of Crustacea. Here, 4 major hemocyanin molecules in the hemolymph of Scylla olivacea were purified and studied. Both two-hexamer (24S) and hexamer (16S) form of hemocyanin are present in all adult¡¦s hemolymph. In vitro, 24S hemocyanin dissociates into two 16S hemocyanin in the absence of calcium under high pH value (> 8.9). Little of 16S hemocyanin assembles spontaneously into 24S hemocyanin after calcium is added. Both 16S and 24S hemocyanins were purified from hemolymph, the 16S hemocyanin differs from the 24S hemocyanin in the presence of intersubunit disulfide bonds, it is inferred that not all native 16S hemocyanin dissociates from 24S hemocyanin. Besides the 24S and 16S hemocyanin, there are two massive proteins in the hemolymph of ovary-maturing female S. olivacea. One is female-specific hemocyanin (FSH), which occurs in the hemolymph of ovary-maturing females, but not in the hemolymph of juveniles of either sex or in adult males. FSH is confirmed as a hemocyanin due to its copper content and oxygen binding ability. FSH is also found in ovary, embryo and early-stage zoea, and is proposed to be an important hemocyanin that supplies enough oxygen for ovary-maturing female crab, egg, embryo and early-stage zoea. Another massive hemolymph protein is a non-respiratory protein (NRP) that is present in hemolymph of adults of both sex, the molecular mass of its subunits is similar to hemocyanin and FSH, and one of subunits can be slightly recognized by anti-FSH antibody. NRP is not a respiratory protein, there is neither copper containing nor absorbance of 340nm. FSH and NRP, especially NRP, contain more carbohydrates than the 16S hemocyanin.

Les plasmas froids d’air à pression atmosphérique sont très utiles pour un grand nombre d’applications grâce à leur chimie hors-équilibre et leur souplesse d’utilisation. Leur intérêt réside dans la production de certaines espèces réactives ou chargées avec un coût énergétique plus avantageux que la chimie à l’équilibre. L’objectif de cette thèse est de combiner les décharges nanosecondes répétitives pulsées (NRP) avec une géométrie micrométrique. Par cette combinaison, nous souhaitons palier au chauffage excessif des étincelles qui génèrent pourtant des fortes densités d’espèces. Notre étude se concentre en trois points principaux. Dans un premier temps la phase de claquage est étudiée ; c’est pendant cette étape que l’énergie est déposée et que les espèces sont produites. La combinaison des diagnostics électriques et de spectroscopie d’émission optique montrent que l’air est presque complètement dissocié et ionisé. Ensuite, nous nous intéressons à la phase de recombinaison qui conditionne la durée de vie de ces espèces. Les résultats mettent en évidence une réaction à trois corps comme mécanisme de recombinaison principal. Et enfin, le dernier point concerne le transport des espèces vers un substrat conducteur. En lui appliquant une tension, celui-ci nous permet de générer un écoulement de vent ionique provenant de la décharge. L’écoulement est étudié par vélocimétrie d’images de particules et imagerie Schlieren. Ce travail a permis de démontrer la capacité des NRP micro-plasmas dans la production contrôlée d’espèces réactives et chargées, mais aussi dans leur transport vers une surface par panache électro-aérodynamique. / Non-thermal plasmas generated in air at atmospheric pressure have numerous potential applications due to their non-equilibrium chemistry and ease of use. Their main advantages lie in the cost-efficient production of reactive and charged species compared to that of equilibrium chemistry. The aim of this thesis is to combine nanosecond repetitively pulsed discharges (NRP) with a microscale geometry. Using this combination, we seek to reduce the excessive heat release of NRP sparks, while nonetheless reaching high densities of reactive species and electrons. This work is comprised of three main parts. Our first goal is to study the breakdown phase, in which energy is deposited and charged species are produced. We employ both electrical characterization and optical emission spectroscopy in order to show that the NRP microplasma fully ionizes and dissociates the gas. The second part consists of the study of the recombination phase, in which the produced species recombine or survive. Results show that three-body recombination can explain the electron lifetime in this phase. Finally, we study the transport of plasma chemical species from the microplasma to a DC-biased conductive plate representing a substrate. By applying a voltage to this third electrode, we drive an electro-thermal plume via an ionic wind from the microplasma to the plate. This flow is investigated mainly by particle image velocimetry as well as Schlieren imaging. This work shows the capability of NRP microplasmas to produce high densities of reactive and charged species and transport them to a surface using an electrohydrodynamic plume.

Le criblage virtuel est utilisé dans la recherche de médicaments et la construction de modèle de prédiction de toxicité. L’application d’un protocole de criblage est précédée par une étape d’évaluation sur une banque de données de référence. La composition des banques d’évaluation est un point critique ; celles-ci opposent généralement des molécules actives à des molécules supposées inactives, faute de publication des données d’inactivité. Les molécules inactives sont néanmoins porteuses d’information. Nous avons donc créé la banque NR-DBIND composée uniquement de molécules actives et inactives expérimentalement validées et dédiées aux récepteurs nucléaires. L’exploitation de la NR-DBIND nous a permis d’étudier l’importance des molécules inactives dans l’évaluation de modèles de docking et dans la construction de modèles de pharmacophores. L’application de protocoles de criblage a permis d’élucider des modes de liaison potentiels de petites molécules sur FXR, NRP-1 et TNF⍺. / Virtual screening is widely used in early stages of drug discovery and to build toxicity prediction models. Commonly used protocols include an evaluation of the performances of different tools on benchmarking databases before applying them for prospective studies. The content of benchmarking tools is a critical point; most benchmarking databases oppose active data to putative inactive due to the scarcity of published inactive data in the literature. Nonetheless, experimentally validated inactive data also bring information. Therefore, we constructed the NR-DBIND, a database dedicated to nuclear receptors that contains solely experimentally validated active and inactive data. The importance of the integration of inactive data in docking and pharmacophore models construction was evaluated using the NR-DBIND data. Virtual screening protocols were used to resolve the potential binding mode of small molecules on FXR, NRP-1 et TNF⍺.

Neuropilin (Nrp) is an essential cell surface receptor with dual functionality in the cardiovascular and nervous systems. The first identified Nrp-ligand family was the Semaphorin-3 (Sema3) family of axon repulsion molecules. Subsequently, Nrp was found to serve as a receptor for the vascular endothelial growth factor (VEGF) family of pro-angiogenic cytokines. In addition to its physiological role, VEGF signaling via Nrp directly contributes to cancer stemness, growth, and metastasis. Thus, the Nrp/VEGF signaling axis is a promising anti-cancer therapeutic target. Interestingly, it has recently been shown that Sema3 and VEGF are functionally opposed to one another, with Sema3 possessing potent endogenous anti-angiogenic activity and VEGF serving as an attractive cue for neuronal axons. We hypothesized that direct competition for an overlapping binding site within the Nrp extracellular domain may explain the observed functional competition between VEGF and Sema3. To test this hypothesis we have separately investigated the mechanisms of VEGF and Sema3 binding to Nrp. Utilizing structural biology coupled with biophysics and biochemistry we have identified both distinct and common mechanisms that facilitate the interaction between Nrp and these two ligand families. Specifically, we have identified an Nrp binding pocket to which these ligands competitively bind. The Sema3 family uniquely requires proteolytic activation in order to engage this overlapping binding site. These findings provide critical mechanistic insight into VEGF and Sema3 mediated physiology. Additionally, these data have informed the development of small molecules, peptides, and soluble receptor fragments that function as potent and selective inhibitors of VEGF/Nrp binding with exciting therapeutic potential for treating cancer.

The best educational and living conditions for the child is well functioned family, the family where the child holds the place of its own, where´s the chance to get the most valuable emocional and practical experiences innevitable for its entire harmonic evolution. This diploma work is concentrated for the Gipsy child and its chance to get a "new" family. In the theoretical part I´m concerned in the Gipsy minority and the problematics of the substitutional family care, practical part is concentrated to the tolerance of the claimants to accept child of the Gipsy minority, or half-Gipsy origin.