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Un des challenges actuels dans le domaine de la spintronique est son extension vers des systèmes dits de nanospintronique, où les dimensions sont réduites à l’échelle du nanomètre, avec comme système modèle un nano-aimant unique. La découverte de nouveaux moyens pour contrôler l’aimantation dans ces nano-aimants, pourrait avoir des applications pour les technologies de l’information. Dans le cadre de cette thèse nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux nouveaux effets liés à l’accumulation de charges électriques au sein de films magnétiques ultraminces, aussi appelés effets de champ électrique. Nous avons étudié l’effet de l’application d’un champ électrique sur les différents paramètres magnétiques propres à nos films, via des mesures de magnéto-transport et magnéto-optique. Ces mesures ont été conduites sur une tri-couche de Pt/Co/AlOx présentant un gradient d’oxydation pour l’alumine. L’oxydation de cette interface étant contrôlée à l’échelle nanométrique, une large gamme de paramètres magnétiques est donc accessible au sein d’un seul et même échantillon. Ceci représente un très bon outil d’étude pour les différents phénomènes intervenant dans ces tri-couches. La caractérisation fine de ces échantillons a permis de mettre en évidence une zone pour laquelle des propriétés très intéressantes ont été observées (domaines spontanément désaimantés, bulles skyrmioniques). La proximité de la température de Curie (Tc) de cette zone avec la température de mesure (ambiante) en est la cause principale. Ces bulles skyrmioniques font actuellement l’objet de beaucoup de recherche au niveau national et international, étant considérées comme potentiellement très attractives pour des applications de type mémoire et logique magnétique. L’originalité de ce travail de thèse a été de montrer que ces bulles skyrmioniques sont fortement influencées par le champ électrique, dû au fort contrôle des propriétés magnétiques de cette zone (anisotropie, champ coercitif, aimantation à saturation, facteur DMI). Nous proposons le design d’un interrupteur nanométrique permettant de créer ou effacer ces bulles skyrmioniques grâce à un champ électrique, levant ainsi un verrou important pour la mémoire/logique magnétique basée sur ces bulles skyrmioniques. La potentialité de ces nouveaux effets pour réaliser un renversement ’aimantation/une création de bulles skyrmioniques, assistés par champ électrique, a été étudiée à des plages de températures et d’anisotropies adaptées pour ces applications (température ambiante). / A current challenge in the field of spintronics is the development of functional nanospintronics systems, in which the dimensions of the device are confined to the nanometer scale. The model system is called a single nano-magnet. New possible routes to control its magnetisation could be useful for many applications, in particular, those in the area of information technology. During this PhD, we chose to study the particular effects that are linked to the electric charge accumulation in the nano-magnet. This effect, also known as the electric field effect, were studied on the different magnetic properties of our films. They were probed by magneto-transport and magnetooptical measurements. These measurements were conducted on asymmetric Pt/Co/AlOx trilayers. These structures were sputter-deposited on a wedge shape for the alumina. This leadingto a nanometric control of the oxidation degree of the interface. Then, a wide range of magnetic parameters is available on a unique sample. Systematic caracterization of these structures showed an interesting zone for magnetic properties (spontaneous striped domains, skyrmionic bubbles). The observation of this type of magnetic object is directly linked to the weak Curie temperature(Tc) of this zone (close to room temperature. Skyrmionic bubbles are subject to lots of international studies. They are potentially attractive for memories or logic devices development. The key result of this PhD was to show the strong dependence of magnetic skymionic bubbles with electric field application. The full electrical switch of these objects has been achieved, due to the strong electrical control of the different magnetic properties. To induce electric-field assisted magnetisation reversal/skyrmionic bubbles nucleation, studies were performed for an adapted range of temperatures and anisotropies (room temperature).

La dégradation des fonctions de reproduction masculine dans les dernières décennies, et par suite, la baisse du taux de fertilité chez l'homme a renforcé les démarches de recherche des causes d'infertilité masculine, qu'elles soient génétiques, ou environnementales, mettant en œuvre les perturbateurs endocriniens ou d'autres produits reprotoxiques. Par ailleurs, les traitements palliatifs tels que l'aide médicale à la procréation ne permettent qu'à 1 couple sur deux d'obtenir une grossesse. La recherche vise donc également à définir de nouvelles pistes d'amélioration de ces techniques. Les phospholipases A2 (PLA2) sont des enzymes abondamment exprimées dans les organes reproducteurs mâles, le sperme éjaculé et dans le tractus génital femelle. Elles jouent des rôles importants dans la capacitation, la réaction acrosomique (RA) et la fécondation. Nous avons montré au laboratoire que la PLA2 murine secrétée de groupe X (mGX) est présente dans l'acrosome des spermatozoïdes de souris. Elle est libérée au cours de la RA et s'avère un inducteur puissant de la RA. Les mécanismes permettant ces effets sont encore mal connus. Par l'utilisation d'inducteurs et d'inhibiteurs des PLA2, sur des modèles murins wild type ou KO pour certaines PLA2, ce travail montre que durant la capacitation, l'activation des iPLA2 β permet de déclencher une RA spontanée dans une sous-population spécifique de spermatozoïdes. Au cours de la RA induite par la progestérone (P4), On a pu aussi valoriser le rôle des iPLA2 β qui initie la cascade de la RA et permet que les sPLA2 soient activées pour amplifier le déroulement de la réaction acrosomique. Par ailleurs, ce travail montre que l'effet de mGX sur le taux de fécondation et de développement embryonnaire ne dépend pas du taux de la RA. Cet effet obtenu grâce à mGX n'est pas observé avec d'autres sPLA2 (murine ou humaine), ni avec la P4 ce qui lui confère une propriété espèce dépendante. / For the last ten years, the impairment of the male reproductive functions has highly increased, while the use of assisted reproductive techniques has also increased. Despite this evolution, the pregnancy rates obtained in in vitro fertilization (IVF) remain low, as only one in two couples will obtain a pregnancy after 4 attempts. Research has to discover new ways to gain in reproductive impact. Hence, many studies have recently been developed to test molecules that could improve the IVF results. Phospholipases A2 (PLA2s) are part of these molecules. They play an important role, because of their abundant expression in: male reproductive organs, in ejaculated sperm and in the female tract. Several studies have suggested a role for members of the secreted phospholipase A2 family in capacitation, acrosome reaction (AR), and fertilization. We demonstrated previously that sperm from mGX knock-out mice had a severely impaired fertilization potential in vitro, but the molecular nature of these enzymes and their specific functions have remained elusive. Our aims were to study the mechanism of the acrosome reaction by focusing on different kinds of PLA2 using inhibitors and knockout mice for each type of PLA2. We demonstrate the importance of iPLA2β in spontaneous AR occurring during capacitation. We also show that iPLA2β and sPLA2 of group X are both involved in progesterone (P4)-induced AR in mouse sperm. In addition we show that in the mouse neither P4 nor any of the other sPLA2s tested are able to mimic the IVF improvement obtained with mGX-treatment. We also demonstrate that this improvement obtained with phospholipase A2 murine group X is not dependent on the rate of AR. These results demonstrate that sPLA2s are not commutable in the context of mouse sperm fertility, indicating that group X sPLA2 is unique to improve fertility outcome.

La mobilité est une fonction clé de la qualité fécondante et de sélection des spermatozoïdes des techniques d’assistance médicale à la procréation (AMP). Nous manquons cependant d'information des mécanismes moléculaires contrôlant cette mobilité. Ce travail de thèse est articulé autour de 2 protéines d’intérêts impliquées dans la mobilité spermatique: la protéine Tau (Tubule-associated unit) associée à la polymérisation des microtubules dans le neurone, et la protéine d’ancrage aux kinases A4 (AKAP4), protéine majeure de la gaine fibreuse du flagelle spermatique, connue pour son implication dans la mobilité spermatique.Très peu d’études traitent de la protéine Tau dans l’appareil génital masculin, et aucune chez l’homme. Dans une première partie de ce travail, nous avons analysé l’expression de la protéine Tau dans le spermatozoïde et le testicule humain par une approche immuno-histo-chimique (article 1). La protéine Tau est localisée dans la pièce intermédiaire du flagelle du spermatozoïde, et dans le spermatocyte et la spermatide dans le testicule. Les rôles potentiels de la protéine Tau durant la spermatogenèse sont discutés dans une revue de la littérature (article 2).Les avancées dans le domaine de la protéomique permettent aujourd’hui d’étudier le protéome du spermatozoïde et de ses compartiments cellulaires de façon hautement résolutive. Le protéome global du spermatozoïde a été étudié chez des hommes consultant le centre de procréation assistée du CHRU de Lille. Il a permis de définir un groupe de spermatozoïdes présentant majoritairement des protéines de haut poids moléculaire et un groupe présentant une protéolyse aux dépends des protéines de haut poids moléculaire. L’AKAP4 a été identifiée parmi les protéines de hauts poids moléculaire. Nous avons étudié, quantifié le profil d’expression de l’AKAP4 en Western Blot dans le sperme d’hommes venant effectuer un spermogramme et corrélé les données biochimiques du protéome et de l’AKAP4 au spermogramme (article en soumission 3). Le rôle de l’AKAP4 comme marqueur prédictif en AMP est ensuite abordé. Les données clinico-biologiques (logiciel INFOFIV) des tentatives d’AMP au CHRU de Lille ont été confrontées aux données quantitatives du protéome global et de l’AKAP4 (article en préparation 4).Les protéines Tau et AKAP4 sont des protéines d’intérêts dans la prise en charge de l’homme infertile. L’AKAP4 pourrait être proposée comme biomarqueur dans la prise en charge en AMP. / Motility is a key function of the fertilizing quality and the selection of sperm for assisted reproductive technology (ART). However, we lack information on molecular mechanisms controlling this mobility. This thesis is structured around 2 proteins of interest involved in sperm mobility: Tau (tubule-associated unit) associated with microtubule polymerization in the neuron, and the A-kinase anchoring protein 4 (AKAP4), the main protein of the fibrous sheath of the sperm’s flagellum, known for its involvement in sperm motility.Very few studies focus on the Tau protein in the male reproductive system, and none in humans. In the first part of this work, we analysed the expression of the Tau protein in the sperm and human testis through an immuno-histo-chemical approach (Article 1). The Tau protein is localized in the intermediate part of the sperm flagellum and in the spermatocyte and spermatid in the testis. The potential roles of the Tau protein during spermatogenesis are discussed in a review of the literature (Article 2).Advances in the field of proteomics now allow the study the proteome of sperm and its cellular compartments in a highly-resolutive way. The global sperm proteome was studied in men visiting the assisted reproduction center of Lille University Hospital. This has led to a group of sperm with predominantly high molecular weight proteins being identified as well as a group having proteolysis at the expense of high molecular weight proteins. The AKAP4 was identified among the high molecular weight proteins. We studied, quantified the profile of AKAP4 expression by Western Blot in the sperm of men undergoing a semen analysis and correlated the biochemical data of the proteome and AKAP4 to the semen analysis (article 3 in submission). The role of AKAP4 as a predictive marker of ART success is then discussed. Clinical and biological data (INFOFIV software) of ART attempts at the Lille University Hospital were compared with quantitative data of the global proteome and AKAP4 (Article 4 in preparation).Tau protein and AKAP4 are proteins of interest in the management of infertile men. The AKAP4 could be proposed as a biomarker in ART treatments.

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En esta Tesis se estudia el posible papel de las FLA como reservorio de H. pylori y otras bacterias patógenas en aguas y alimentos mediante técnicas moleculares. En primer lugar se realizó un ensayo de cocultivo entre la bacteria H. pylori y la ameba Acanthamoeba castellanii. Se comprobó, mediante técnicas moleculares específicas para la detección de células viables, PMA-qPCR y DVC-FISH, que la ameba es capaz de internalizar a la bacteria y que esta última permanece viable, demostrando que H. pylori se comporta como una bacteria ARB. Seguidamente, se analizaron un total de 120 muestras ambientales, 100 de agua y 20 de vegetales para comprobar la presencia, tanto de FLA como de H. pylori internalizado en estas FLA. En el caso de las muestras de agua, se analizaron 69 muestras de agua residual y 31 de agua potable. Un total de 55 (79,7%) muestras de agua residual y 12 (38,7%) de agua potable resultaron positivas para la presencia de FLA. Mediante la técnica PMA-qPCR se demostró la presencia de H. pylori internalizado en las FLA presentes en 28 (50,9%) y 11 (91,7%) de las muestras de agua residual y potable analizadas, respectivamente. Mediante DVC-FISH se demostró que las células de H. pylori internalizadas dentro de las FLA presentes en las muestras eran viables en 16 (29,5%) y 5 (41,7%) de las muestras de agua residual y potable analizadas, respectivamente. Además, se consiguió recuperar formas viables cultivables de H. pylori procedente del interior de FLA en 10 (18,2%) de las muestras de agua residual analizadas. Las FLA aisladas e identificadas en las aguas residuales pertenecieron a los géneros Acanthamoeba, Naegleria, Vanellidae y a la familia Vahlkampfiidae. En el caso del agua potable, las FLA aisladas e identificadas pertenecieron a los géneros Acanthamoeba, Echinamoeba y Vermamoeba. En el caso de las muestras de vegetales, concretamente lechugas, todas ellas resultaron positivas para el aislamiento de FLA (100%). Mediante la técnica PMA-qPCR se demostró la presencia de H. pylori internalizado en las FLA en 11 (55,0%) de las muestras y, mediante DVC-FISH, se demostró que las células de H. pylori internalizadas dentro de las FLA eran viables en 5 (25,0%) de las muestras. En este caso no se recuperaron formas viables cultivables de la bacteria. Finalmente, mediante metagenómica de secuenciación dirigida, se analizó el microbioma de las FLA presentes en 20 de las muestras analizadas en esta Tesis (11 de agua residual, 3 de agua potable y 6 de lechugas). Para ello, se eligieron los iniciadores, se evaluaron in silico e in vitro y, una vez comprobada su idoneidad, se emplearon para la secuenciación de las muestras. En los tres tipos de muestras, la clase bacteriana más abundante fue la Gammaproteobacteria. Para los tres tipos de muestras, los filos más abundantes de las bacterias del microbioma de las FLA fueron Proteobacteria y Bacteroidetes y, en el caso del agua residual, también lo fue el filo Planctomycetes. H. pylori se detectó mediante esta técnica en los tres tipos de muestra. Además, como parte del microbioma de FLA de muestras ambientales, se detectaron otras bacterias de interés para la salud pública, tales como Aeromonas, Legionella, Mycobaterium o Pseudomonas. Los resultados obtenidos en esta Tesis demuestran la presencia de FLA patógenas en las muestras ambientales, así como el hecho de que, en algunos casos, estas son transportadoras de bacterias patógenas. Este trabajo también confirma que H. pylori se comporta como una bacteria ARB y que se encuentra viable en el interior de FLA presentes, tanto en aguas residuales y potables como en vegetales. De esta forma, se postula que un modo de transmisión de esta bacteria podría ser a través de las FLA presentes en agua o vegetales. / In this Thesis, the possible role of FLA is studied as a reservoir of H. pylori and other pathogenic bacteria in waters and food by means of molecular techniques. Firstly, a coculture assay between the bacterium H. pylori and the amoeba Acanthamoeba castellanii was carried out. It was verified by means of molecular techniques specific for the detection of viable cells, PMA-qPCR and DVC-FISH, that the amoeba is capable of internalizing the bacterium and that the latter remains viable, demonstrating that H. pylori behaves as an ARB bacterium. Afterwards, a total of 120 environmental samples, 100 of water and 20 of vegetables, were analyzed to verify the presence FLA as well as internalized H. pylori into these FLA. In case of water samples, 69 samples of wastewater and 31 samples of drinking water were analyzed. A total of 55 (79,7 %) wastewater and 12 (38,7 %) of drinking water samples turned out to be positive for FLA's presence. By means of PMA-qPCR technique, the presence of FLA-internalized H. pylori was demonstrated in 28 (50,9 %) and 11 (91,7 %) of the wastewater and drinking water samples analyzed, respectively. By means of DVC-FISH it was demonstrated that the FLA-internalized H. pylori cells were viable in 16 (29,5 %) and 5 (41,7 %) of the wastewater and drinking water samples analyzed, respectively. In addition, viable cultivable forms of H. pylori coming from the inside of FLA were recovered from 10 (18,2 %) of the analyzed wastewater samples. The isolated and identified FLA from wastewater samples belonged to the genus Acanthamoeba, Naegleria, Vanellidae and to the family Vahlkampfiidae. In the case of drinking wáter, the isolated and identified FLA belonged to the genus Acanthamoeba, Echinamoeba and Vermamoeba. In the case of the vegetable samples, specifically lettuces, all of them turned out to be positive for FLA's isolation (100 %). By means of the PMA-qPCR technique, the presence of FLA-internalized H. pylori was demonstrated in 11 (55,0 %) of the samples and, by means of DVC-FISH, it was demonstrated that FLA-internalized H. pylori cells were viable in 5 (25,0 %) of the samples. In this case, viable cultivable forms of the bacterium could not be recovered. Finally, by means of amplicon-based metagenomics, the FLA microbiome of 20 previously analyzed samples in this Thesis (11 wastewater, 3 drinking water and 6 lettuce samples) was analyzed. To do so, a pair of primers were selected and evaluated in silco and in vitro and, once checked its suitability, they were used to perform the samples' sequencing. In the three types of samples, the most abundant bacterial class was the Gammaproteobacteria. For the three types of samples, the most abundant bacterial phylum of the FLA microbiome were Proteobacteria and Bacteroidetes and, in case of the wastewater, it was also the phylum Planctomycetes. H. pylori was detected by means of this technology in the three types of samples. In addition, as part of FLA's microbiome of environmental samples, other bacteria of public health interest were detected, such as Aeromonas, Legionella, Mycobacterium or Pseudomonas. The results obtained in this Thesis demonstrate the presence of pathogenic FLA in the environmental samples, as well as the fact that, in some cases, these they are carriers of pathogenic bacteria. This work also confirms that H. pylori behaves as an ARB bacterium and that it is viable inside the present FLA in wastewater as well as in drinking water and in vegetables. This way, it is postulated that a way of transmission of this bacterium might be through the FLA present in water or vegetables. / En esta Tesi s'estudia el possible paper de les FLA com a reservori de H. pylori i altres bacteris patògens en aigües i aliments per mitjà de tècniques moleculars. En primer lloc es va realitzar un assaig de cocultiu entre el bacteri H. pylori i l'ameba Acanthamoeba castellanii. Es va comprovar per mitjà de tècniques moleculars específiques per a la detecció de cèl¿lules viables, PMA-qPCR i DVC-FISH, que l'ameba és capaç d'internalizar al bacteri i que esta última roman viable, demostrant que H. pylori es comporta com un bacteri ARB. A continuació, es van analitzar un total de 120 mostres ambientals, 100 d'aigua i 20 de vegetals per a comprovar la presència tant de FLA com de H. pylori internalitzat en estes FLA. En el cas de les mostres d'aigua, es van analitzar 69 mostres d'aigua residual i 31 d'aigua potable. Un total de 55 (79,7%) mostres d'aigua residual i 12 (38,7%) d'aigua potable van resultar positives per a la presència de FLA. Per mitjà de la tècnica PMA-qPCR es va demostrar la presència d'H. pylori internalitzat en les FLA presents en 28 (50,9%) i 11 (91,7%) de les mostres d'aigua residual i potable analitzades, respectivament. Per mitjà de DVC-FISH es va demostrar que les cèl¿lules d'H. pylori internalitzades dins les FLA presents en les mostres eren viables en 16 (29,5%) i 5 (41,7%) de les mostres d'aigua residual i potable analitzades, respectivament. A més, es va aconseguir recuperar formes viables cultivables d'H. pylori procedent de l'interior de FLA en 10 (18,2%) de les mostres d'aigua residual analitzades. Les FLA aïllades i identificades en les aigües residuals van pertànyer als gèneres Acanthamoeba, Naegleria, Vanellidae i a la família Vahlkampfiidae. En el cas de l'aigua potable, les FLA aïllades i identificades van pertànyer als gèneres Acanthamoeba, Echinamoeba i Vermamoeba. En el cas de les mostres de vegetals, concretament encisams, totes elles van resultar positives per a l'aïllament de FLA (100%). Per mitjà de la tècnica PMA-qPCR es va demostrar la presència d'H. pylori internalitzat en les FLA en 11 (55,0%) de les mostres i, per mitjà de DVC-FISH, es va demostrar que les cèl¿lules d'H. pylori internalitzades dins les FLA eren viables en 5 (25,0%) de les mostres. En este cas no es van recuperar formes viables cultivables del bacteri. Finalment, per mitjà de metagenómica de seqüenciació dirigida, es va analitzar el microbioma de les FLA presents en 20 de les mostres analitzades en esta Tesi (11 d'aigua residual, 3 d'aigua potable i 6 d'encisams). Per tal de fer això, es van triar els iniciadors, es van avaluar in silico i in vitro i, una vegada comprovada la seua idoneïtat, es van emprar per a la seqüenciació de les mostres. En els tres tipus de mostres, la classe bacteriana més abundant va ser la Gammaproteobacteria. Per als tres tipus de mostres, els filos més abundants dels bacteris del microbioma de les FLA van ser Proteobacteria i Bacteroidetes i, en el cas de l'aigua residual, també ho va ser el filo Planctomycetes. H. pylori es va detectar per mitjà d'esta tècnica en els tres tipus de mostra. A més, com a part del microbioma de FLA de mostres ambientals, es van detectar altres bacteris d'interés per a la salut pública, com ara Aeromonas, Legionella, Mycobaterium o Pseudomonas. Els resultats obtinguts en esta Tesi demostren la presència de FLA patògenes en les mostres ambientals, així com el fet de que, en alguns casos, estes són transportadores de bacteris patògens. Este treball també confirma que H. pylori es comporta com un bacteri ARB i que es troba viable en l'interior de FLA presents, tant en aigües residuals i potables com en vegetals. D'esta manera, es postula que una manera de transmissió d'este bacteri podria ser a través de les FLA presents en aigua o vegetals. / Moreno Mesonero, L. (2018). Estudio del papel de las amebas de vida libre como reservorio de Helicobacter pylori y otras bacterias patógenas en aguas y alimentos mediante técnicas moleculares [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111952

Recently, permanent magnet assisted (PMa)-synchronous reluctance motors (SynRM) have been considered as a possible alternative motor drive for high performance applications. In order to have an efficient motor drive, performing of three steps in design of the overall drive is not avoidable. These steps are design optimization of the motor, identification of the motor parameter and implementation of an advanced control system to ensure optimum operation. Therefore, this dissertation first deals with the design optimization of the Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motor (PMa-SynRM). Various key points in the rotor design of a low cost PMa-SynRM are introduced and their effects are studied. Finite element approach has been utilized to show the effects of these parameters on the developed average electromagnetic torque and the total d-q inductances. As it can be inferred from the name of the motor, there are some permanent magnets mounted in the rotor core. One of the features considered in the design of this motor is the magnetization of the permanent magnets mounted in the rotor core using the stator windings to reduce the manufacturing cost. At the next step, identification of the motor parameters is discussed. Variation of motor parameters due to temperature and airgap flux has been reported in the literatures. Use of off-line models for estimating the motor parameters is known as a computationally intensive method, especially when the models include the effect of cross saturation. Therefore in practical applications, on-line parameter estimation is favored to achieve a high performance control system. In this dissertation, a simple practical method for parameter estimation of the PMa-SynRM is introduced. Last part of the dissertation presents one advanced control strategy which utilized the introduced parameter estimator. A practical Maximum Torque Per Ampere (MTPA) control scheme along with a simple parameter estimator for PMa-SynRM is introduced. This method is capable of maintaining the MTPA condition and stays robust against the variations of motor parameters. Effectiveness of the motor design procedure and the control strategy is validated by presenting simulation and experimental results of a 1.5 kW prototype PMa-SynRM, designed and manufactured through the introduced design method.

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