Thèse doctorat : Sciences de l'ingénieur : Angers : 2006. / Bibliogr. p. 267-282.

Thèse de doctorat : Télédétection : Strasbourg 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 147-155.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Physique nucléaire : Lyon 1 : 2002. / Titre provenant de l'écran titre. 151 réf. bibliogr.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Physique des matériaux : Lyon 1 : 2005. Reproduction de : Thèse de doctorat : Physique des matériaux : Université de Turin : 2005. / Thèse soutenue en co-tutelle. Thèse en anglais. Titre provenant de l'écran titre. 129 réf. bibliogr.

Th. 3e cycle--Spectrochim et méthodes d'anal.--Lille 1, 1978. N°: 666.

Le crissement des freins à disque se caractérise par des émissions sonores nuisibles pouvant atteindre 110 dB à des fréquences allant de 1 kHz à 20 kHz. Le contact frottant induit des mécanismes d'instabilité qui engendrent des vibrations non linéaires caractérisées par une grande richesse fréquentielle. Ces vibrations auto-Entretenues sont responsables des émissions des bruits de crissement. Les objectifs principaux de ces travaux de recherche sont d'une part, de mettre en place une méthodologie globale permettant d'estimer les émissions sonores induites par frottement. Cette démarche s'accompagne du développement d'outils numériques spécifiques à l'étude du rayonnement acoustique induit par frottement. D'autre part, on cherche à développer des méthodes simplifiées permettant l'estimation rapide et contrôlée des niveaux sonores. On souhaite également employer ces méthodes pour l'étude de l'influence de certains paramètres sur le comportement dynamique et le rayonnement acoustique. Dans un premier temps, un modèle simplifié de frein à disque capable de reproduire des instabilités par couplage de modes est construit. Ensuite, les vibrations non linéaires et autoentretenues induites par frottement sec sont calculées par intégration temporelle pour des cas d'instabilités à un et deux modes instables. Puis, la méthode acoustique multi-Fréquentielle proposée est utilisée pour caractériser le rayonnement acoustique. Cette méthode permet d'étudier l'influence du trajet de chargement de la pression de freinage ainsi que du coefficient de frottement. Les résultats montrent que ces deux paramètres influent significativement sur les comportements dynamique et acoustique. Enfin, une méthode de sélection des fréquences prépondérantes de crissement couplée à une méthode d'approximation de la pression acoustique rayonnée est développée. Cette approche permet d'estimer rapidement les niveaux sonores avec une erreur contrôlée. Son efficacité est prouvée à l'aide d'une comparaison avec des résultats numériques issus de la méthode des éléments finis de frontière. / Brake squeal phenomenon is caracterized by high noise levels up to 110 dB in a frequency range from 1 kHz to 20 kHz. Frictional contact induces instabilities which generate non linear vibrations associated with a complex spectrum. These self-Excited vibrations are responsible for squeal noise. The first main objective of this work is to develop a global approach for the calculation of squeal noise emissions. This approach involves the development of specific numerical tools dedicated to friction-Induced noises. The second aim is the development of numerical tools which allow us to quickly well estimate squeal noise levels. These approaches are used to investigate the influence of parameters on dynamic and acoustic behaviors of a simplified brake. Firstly, a simplified disc-Pad model with friction is proposed. It is capable of reproducing classical cases of instability by mode coupling. Then, the friction-Induced non linear selfexcited vibrations are calculated by temporal integration for cases with one and two unstable modes. Secondly, the multi-Frequency acoustic calculation method is developed and used to calculate the radiations. Thirdly, these approaches allow us to investigate the influence of the path of loading followed by the braking pressure and the friction coefficient. Numerical results show that these two parameters significantly modify the dynamics and the radiations of the brake during squeal events. Finally, a method which allows to detect the predominant squeal frequencies is proposed. An approximation of the radiated sound power is also developed. These two approaches allow to quickly well estimate the squeal noise with a controlled error.

Les rayons ultraviolets (UVR) font partie du spectre solaire et sont classés selon leur longueur d'onde en UVA (315 nm-400 nm), UVB (280 nm-315 nm) et UVC (100 nm-280 nm). Les UVA et une portion des UVB traversent la couche d'ozone et atteignent la surface terrestre, affectant la peau et les yeux. La peau se compose de l'épiderme, du derme et de l'hypoderme. Les UVR peuvent causer des dommages cellulaires et des dommages directs à l'ADN sous forme de dimères de pyrimidines (CPD et 6-4PP). Les dommages à l'ADN peuvent mener à la formation de mutations impliquées dans l'initiation et la progression des cancers de peau. La réparation des dommages à l'ADN couplée à l'arrêt du cycle cellulaire, ainsi que la mort cellulaire programmée sont des mécanismes de protection contre la transformation tumorale. En effet, la mort cellulaire régulée (RCD), permet de supprimer les cellules endommagées. Il existe de nombreuses voies de RCD, parmi lesquelles se trouve l'apoptose, la nécroptose, la ferroptose et la parthanatos. L'apoptose est connue pour être activée par les UVR, tandis que peu d'études examinent les voies non-apoptotiques initiées par les UVR. Cette thèse s'intéresse à l'étude des voies de RCD activées par les UVB dans les fibroblastes de derme humain (NHDF). En premier lieu, l'activation potentielle des voies non-apoptotiques de nécroptose, ferroptose et parthanatos par les UVB, a été étudiée, en plus de l'apoptose. L'investigation de ces voies a été réalisée à l'aide d'inhibiteurs pharmacologiques de la nécroptose, ferroptose, parthanatose et de l'apoptose, suite à une irradiation létale d'UVB. Nos résultats démontrent que seule l'apoptose est mesurable dans les NHDF exposés aux UVB, tandis que la nécroptose, ferroptose et parthanatos ne sont pas activées par les UVB, et ce, même suite à l'inhibition de l'apoptose. Ainsi, l'apoptose est la réponse principale des NHDF à une exposition létale d'UVB. En parallèle de la mort cellulaire, une déplétion du pool de NAD+ est observée dans les NHDF, dû en partie à l'activation de la protéine de parylation PARP1. Par la suite, la participation des protéines RIPK3 et MLKL dans la mort UV-induite a été étudiée. En effet, une précédente étude a mis en évidence une augmentation de la transcription de RIPK3 à la suite d'irradiations chroniques d'UVB, faisant de RIPK3 une protéine d'intérêt. RIPK3, sous forme phosphorylée, est connue pour être impliquée dans la nécroptose au côté de la protéine MLKL. Dans cette partie, la contribution de RIPK3 et de MLKL dans la mort UVB-induite des NHDF a été mise en évidence par déplétion partielle des protéines cibles. L'utilisation d'inhibiteurs de la nécroptose et l'étude des niveaux de phosphorylation de RIPK3 et MLKL démontre que cette implication est indépendante de leur activité nécroptotique. RIPK3 protège les NHDF de la mort UV-induite par un mécanisme indirect à l'apoptose, tandis que MLKL sensibilise les cellules à l'apoptose UV-induite. Enfin, le régime d'irradiation, soit l'exposition des cellules à une irradiation unique ou à des irradiations chroniques d'UVB, peut influencer la réponse cellulaire. En effet, la réparation des dommages à l'ADN des NHDF a été étudiée au sein du laboratoire et est modifiée selon le régime d'irradiation. Le rôle du régime d'irradiation, unique et chronique, sur la mort cellulaire induite par les rayons UVB dans les NHDF a donc aussi été étudiée. Pour ce faire, les cellules ont été prétraitées ou non par de faibles irradiations chroniques d'UVB (CLUV) puis ont été exposées à une dose létale d'UVB. Les résultats montrent que le régime d'irradiation chronique ne modifie pas la voie de mort activée par les UVB, qui reste apoptotique, et n'entraine pas de changement dans la proportion de cellules en voie de mort. Ainsi, la réponse de mort cellulaire des NHDF n'est pas modifiée par le régime d'irradiation UVB, contrairement à la réparation de l'ADN. Cette thèse établie que l'exposition des NHDF à une dose létale d'UVB induit l'activation de l'apoptose, sans activation des voies non-apoptotiques (nécroptose, ferroptose, parthanatos), et ce même suite à un régime d'irradiation CLUV. De plus, cette étude révèle deux nouveaux acteurs de la mort UV-induite des NHDF : RIPK3 et MLKL. Cette thèse présente des éléments nouveaux qui s'ajoutent à l'ensemble des connaissances et permettent une compréhension plus complète de la réponse cellulaire au stress génotoxique UVB. / Ultraviolet radiation (UVR) is part of the solar spectra. UVR are composed of UVA (315 nm-400 nm), UVB (280 nm-315 nm) and UVC (100 nm-280 nm). UVA and part of UVB reach the earth and affect our skin and eyes. Skin comprises epidermis, dermis and hypodermis layers. UVA and UVB lead to both cellular damage and direct DNA damage, mainly dipyrimidine dimers (CPD and 6-4PP). UV-induced DNA damage can be converted into skin cancer-driver mutations. DNA damage repair mechanisms and regulated cell death (RCD) are two mechanisms protecting cells from tumoral transformation. RCD, such as apoptosis, necroptosis, ferroptosis and parthanatos, remove damaged cells. UVR can induce apoptosis in skin cells, while little is known about non-apoptotic cell death following UVR. This thesis focuses on RCD pathways induced by UVB in normal human dermal fibroblasts (NHDF). First, possible activation of necroptosis, ferroptosis and parthanatos by UVB was investigated, as well as apoptosis, by use of pharmacologic inhibitors. Our results show that only apoptosis can be measured after UVB irradiation in NHDF, while no necroptosis, ferroptosis or parthanatos could be measured, with or without apoptosis inhibition. Apoptosis is thus a key response in NHDF exposed to a lethal UVB dose. Simultaneously with cell death, a drastic decrease in NAD+ was observed in irradiated NHDF, partly due to the activation of PARP1 polymerase. Secondly, the involvement of RIPK3 and MLKL proteins in UV-induced death was investigated. A previous study demonstrated an increase in RIPK3 transcription following chronic UVB irradiations, showing a potential involvement of RIPK3 in UV-induced cell response. Phosphorylated RIPK3 is known to be involved in necroptosis alongside phosphorylated MLKL. Using RIPK3 and MLKL knockdown, our results demonstrate RIPK3 and MLKL involvement in UVB-induced cell death. Use of necroptosis inhibitors plus the study of RIPK3 and MLKL phosphorylation confirmed that their roles are independent of their necroptotic activities. In fact, RIPK3 protects NHDF from UVB-induced cell death by a non-apoptotic mechanism, while MLKL sensitizes cells to UVB-induced apoptosis. Finally, irradiation regime, i.e. chronic irradiations versus unique irradiation, can influence the cellular response. Indeed, DNA damage repair has been studied in the laboratory and is modified by the irradiation regime in NHDF. Thus, we investigated the effect of chronic irradiations on UVB-induced cell death in NHDF. Cells were pre-treated or not with low chronic UVB doses (CLUV) and then exposed to a lethal UVB dose. The results show that with or without CLUV pre-treatment, UVB induced apoptosis with the same proportion of dying cells. Thus, NHDF cell death response is not altered by chronic expositions to UVB, unlike DNA repair. This thesis establishes that NHDF exposure to a lethal UVB dose induces the activation of apoptosis, without activation of non-apoptotic cell death pathways (necroptosis, ferroptosis, parthanatos), even after chronic irradiations (CLUV). In addition, two new actors of UVB-induced cell death, namely RIPK3 and MLKL, are presented here. This thesis presents new elements that help better understand the global cellular response to UVB genotoxic stress.

Bien qu’ils soient exposés tous deux aux rayons ultraviolets (UVR) solaires, cette exposition génotoxique n’entraîne pas les mêmes conséquences dans l’oeil et la peau. Le rôle des rayons UV dans l’induction et la progression des cancers cutanés est bien démontré. Ces rayons génotoxiques sont absorbés par l’ADN. Ils y induisent ainsi des changements conformationnels pouvant mener à la formation de différents dommages. On retrouve de façon prédominante la liaison de pyrimidines adjacentes en dimères cyclobutyliques de pyrimidines (CPD). Ceux-ci causent les mutations signatures responsables des cancers de la peau induits par les UVR. Cependant, aucune évidence ne démontre l’existence de cancer induit par les UVR dans la cornée. Nous avons donc tenté de découvrir les mécanismes permettant à la cornée d’éviter la transformation tumorale induite par les UVR. L’irradiation d’yeux de lapins aux rayons UVB a permis de prouver la capacité de ces rayons à induire la formation de CPD, et ce, de la cornée jusqu’au cristallin. Par la suite, l’irradiation d’yeux humains aux trois types de rayons UV (UVA, B et C) a permis d’y établir leur patron d’induction de CPD. Nous avons ainsi démontré que l’épithélium cornéen est particulièrement sensible à l’induction de CPD, tous types de rayons UV confondus. Enfin, la comparaison de la quantité de dommages présents dans des échantillons de peaux et de cornées irradiées à la même dose d’UVB a permis de démontrer que l’épithélium cornéen est 3.4 fois plus sensible à l’induction de CPD que l’épiderme. Nous avons par la suite étudié les mécanismes de réponse à ce stress. L’analyse de la viabilité cellulaire à la suite d’irradiations à différentes doses d’UVB a révélé que les cellules de la cornée et de la peau ont la même sensibilité à la mort cellulaire induite par les UVR. Nous avons alors analysé la vitesse de réparation des dommages induits par les UVR. Nos résultats démontrent que les CPD sont réparés 4 fois plus rapidement dans les cellules de la cornée que de la peau. L’analyse des protéines de reconnaissance des dommages a révélé que les cellules de la cornée possèdent plus de protéines DDB2 que les cellules de la peau, et ce, surtout liées à la chromatine. Nous avons alors tenté d’identifier la cause de cette accumulation. Nos analyses révèlent que la cornée possède une moins grande quantité d’ARNm DDB2, mais que la demi-vie de la protéine y est plus longue. Enfin, nos résultats suggèrent que l’accumulation de DDB2 dans les cellules de la cornée est entre autres due à une demi-vie plus longue de la protéine. Cette forte présence de DDB2 dans les cellules de la cornée permettrait un meilleur balayage de l’ADN, faciliterait de ce fait la détection de CPD ainsi que leur réparation et contribuerait donc à la capacité de la cornée à éviter la transformation tumorale induite par les UVR. / Even though they are both exposed to ultraviolet (UV) light, eye and skin do not share the same consequences following this genotoxic exposure. The role of UV rays in the induction and progression of skin cancer is well documented. These genotoxic wavelengths are absorbed by DNA, inducing conformational changes and thus leading to the formation of different forms of damage. The preeminent UV-induced DNA damage is formed by the covalent bond of adjacent pyrimidines to form cyclobutane pyrimidine dimers (CPD), which are responsible for the signature UV mutations found in UV-induced skin cancer. However, no evidence has shown the existence of UV-induced cancer in the cornea. We have thus undertaken to study the UV stress response mechanisms to understand how the cornea avoid UV-induced transformation. Irradiation of rabbit eyes with UVB wavelengths allowed us to prove the capacity of UV light to induce CPD formation, even more so, CPD were found from the cornea up to the lens. Thereafter, irradiation of human eyes with the three UV types (UVA, B and C) allowed us to establish their CPD induction pattern. We thus confirmed the fact that the corneal epithelium is particularly sensitive to the induction of CPD from all UV types. The analysis of DNA damage in samples of skin and cornea irradiated to the same UVB dose showed that corneal epithelium is 3.4 times more sensitive to CPD induction than epidermis. We then investigated the stress response mechanisms. The analysis of cellular viability following irradiation of cells to different UVB doses, revealed cells from the corneal epithelium and the epidermis were equally sensitive to UV-induced cell death. We then analysed the efficiency of UV-induced DNA damage repair. Our results show that CPD repair is 4 times more efficient in corneal cells than in skin cells. Analysis of recognition proteins revealed a strong presence of DDB2 in corneal cells and more particularly bound to their chromatin. We thus attempted to understand the reason of this accumulation. Our results reveal a lesser quantity of DDB2 mRNA in corneal cells, but a longer half-life of the DDB2 protein. Taken together, our results suggest the accumulation of DDB2 in corneal cells is due to a longer half-life of the protein, which compensates for a lesser mRNA quantity. This strong presence of DDB2 would allow a better scavenging of DNA in corneal cells and thus facilitate damage detection, enhance CPD repair and contribute to capacity of the cornea to avoid tumour transformation.

Mesurer le rayonnement infrarouge de manière résolue spectralement à partir de satellites avec une très haute précision radiométrique constitue un besoin critique pour les futures missions de référence climatique. Pour les spectres de rayonnement infrarouge, il a été déterminé qu'une précision de mesure exprimée comme une erreur de température de brillance inférieure à 0,1 K est nécessaire pour la détection de tendances au-delà de la variabilité naturelle des signatures climatiques sur une décennie. Le “Space Science and Engineering Center” de l'Université du Wisconsin (UW-SSEC), avec le soutien financier du programme d'incubateur d'instrument de la NASA, a développé “l'Absolute Radiance Interferometer” (ARI). L' ARI est conçu pour répondre aux exigences nécessaires afin de réaliser des mesures de radiance absolue résolues spectralement à partir de l’espace, dans le cadre d’une mission de référence pour suivre les tendances du climat. Le défi dans le développement de capteurs infrarouges pour une telle mission est d'atteindre cette haute précision avec un design qui peut être qualifié pour le vol spatial, qui a une longue durée de vie et qui est relativement petit, simple et abordable. L’approche pour la conception de l’ARI fait usage de composants ayant un historique de vol spatial qui sont combinés en un ensemble fonctionnel pour tester les performances détaillées. La simplicité requise est réalisable en raison des grandes différences dans les exigences d'échantillonnage et de bruit par rapport à celles des sondeurs infrarouges de télédétection typiques pour la recherche ou les déploiements opérationnels pour la météo. L’aspect original de cet instrument et de cette thèse est donc la démonstration de l’atteinte de la haute précision radiométrique. Le but de cet effort est de démontrer avec succès la possibilité de telles mesures dans des conditions de laboratoire et de vide, sur un sous-ensemble de la gamme des températures de brillance attendues en orbite. Des progrès dans la compréhension de aspects instrumentaux des spectromètres ont été accomplis en lien avec la poursuite de cet objectif et sont également rapportés dans cette thèse. / Spectrally resolved infrared radiances measured from orbit with extremely high absolute accuracy constitute a critical observation for future climate benchmark missions. For the infrared radiance spectra, it has been determined that a measurement accuracy, expressed as an equivalent brightness temperature error, of 0.1 K confirmed on orbit is required for signal detection above natural variability for decadal climate signatures. The University of Wisconsin Space Science and Engineering Center (UW-SSEC), with funding support from the NASA Instrument Incubator Program (IIP), developed the Absolute Radiance Interferometer (ARI). The ARI is designed to meet the uncertainty requirements needed to establish a spectrally resolved thermal infrared climate benchmark measurements from space. The challenge in the infrared sensor development for a climate benchmark measurement mission is to achieve this ultra-high accuracy with a design that can be flight qualified, has long design life, and is reasonably small, simple, and affordable. In this area, our design approach for the Absolute Radiance Interferometer (ARI) made use of components with strong spaceflight heritage (direct analogs with high TRL) combined into a functional package for detailed performance testing. The required simplicity is achievable due to the large differences in the sampling and noise requirements for the benchmark climate measurement from those of the typical remote sensing infrared sounders for weather research or operations. The new aspect of the interferometer development is the ultra high absolute accuracy sought, and is the subject of this thesis. The goal of this effort is to successfully demonstrate this measurement capability under laboratory and vacuum conditions, over a subset of the range of equivalent earth scene brightness temperatures expected on-orbit. Advances in instrumental aspects have been achieved in the pursuit of this goal.