Les fibres d'acide polylactique (PLA), issues de ressources agricoles renouvelables, ont suscité à leur apparition un grand intérêt car il s'agit de fibres ayant les avantages des fibres synthétiques. Or très vite des inconvénients sont apparus en particulier lors de leur teinture : elles se saturent très facilement conduisant a des nuances pastel et les solidités aux lavages des teintures sont médiocres. Nous avons vérifié que la cristallinité des fibres de PLA est du même ordre de grandeur que celle du polyester classique (55- au pire 60%). Par contre les traitements aqueux type teinture font croître cette cristallinité, peut-être par hydrolyse des zones amorphes. Mais la teinture est très rapide, ce qui signifierait que les zones amorphes sont à peine orientées ce qui est confirmé par RX (un fond continu vraiment plat) et de ce fait elles ne retiennent pas le colorant. Les isothermes d'adsorption montrent également qu'il n'y a pas d'adsorption mais " solution " puisqu'elles sont de type Nernst et que la fixation de colorant décroît avec la croissance de la température. En plus, à chaque traitement aqueux de la fibre est hydrolysée ce qui entraîne une perte de colorant et une réduction lente des propriétés mécaniques de la fibre. Ce dernier phénomène étant relativement long d'où nous avons formulé une hypothèse que l'hydrolyse des bouts de chaine serait plus rapide que celle des milieux de chaine.

The chloride/proton antiporter ClC-5 is primarily expressed in the kidney where it aids in re-absorption of proteins from the glomerular filtrate. Functional disruption of ClC-5 causes Dent’s Disease – a renal condition characterized by proteinuria and kidney failure in a third of all cases. The majority of disease-causing mutations translate into premature truncations of the carboxy-terminal (Ct) region of ClC-5 and are predicted to disrupt the protein-protein interactions mediated by this domain. In this thesis, direct ATP binding to the two cystathionine β-synthase (CBS) domains of ClC-5 was demonstrated. ATP binding enhanced the global compactness of the ClC-5 Ct region likely through a clamping motion of the CBS domains around the nucleotide. Along with ATP, the sodium proton exchange regulatory factor 2 (NHERF2) also binds ClC-5; however, the molecular mechanism behind this interaction was unknown as ClC-5 lacked the PDZ binding motif traditionally localized at the Ct end of bait proteins. Here, we also identified a class I PDZ binding motif (657-660; TSII) within the internal sequence of ClC-5. Despite the buried position of this motif in the Ct peptide’s X-ray crystal structure (PDB: 2J9L), the high propensity of this region for dynamic flexibility prompted us to test whether it could mediate NHERF2 interactions. In support of this hypothesis, we demonstrated that the motif is transiently available to interact directly with NHERF2 in vivo and to enable an enhancement in receptor-mediated endocytosis in mammalian cells. Collectively, these results gave further evidence that the intracellular Ct region of ClC-5 serves as a hub to mediate interactions essential for its maturation, stability, and trafficking in renal epithelium, as well as providing further insights into the molecular basis of Dent’s Disease.

The cyto-protective compositions and effects of antiviral Maillard reaction products (MRPs) derived from roots of Isatis indigotica F. were examined using biochemical and biophysical methods. The Maillard reaction was identified as the main source of compounds with antiviral activity, an observation which has led to the proposal of a new class of active compounds that protect cells from influenza virus infection. In the roots, arginine and glucose were revealed to be the predominant reactants for the Maillard reaction. Significant anti-influenza virus effects were demonstrated in the RIE MRPs derived from the roots (RIE refers to the ‘radix Isatidis extracts’), and in Arg-Glc MRPs which are synthesised with arginine and glucose. Arg-Glc MRPs were confirmed as suitable models for the study of the antiviral effects of the root extracts. Furthermore, RIE MRPs and Arg-Glc MRPs were found to bind to the plasma membranes of erythrocytes and MDCK cells, and altered their properties. A novel antiviral mechanism was proposed: that MRPs achieve their cyto-protective effects by binding to the cell membrane rather than by direct action on viral particles. To validate the proposed mechanism, the interaction between MRPs and membrane lipids was investigated by biophysical experiments with phospholipids bilayers. Arg-Glc MRPs affected the rigidity of lipid packing in monolayers and bilayers, while RIE MRPs enhanced the fluidity. Both types of MRPs inserted into the hydrophobic core of bilayers, to differing extents, and induced the stabilisation or destabilisation of bilayers in a concentrationdependent manner. At certain concentrations, MRPs prevented the lamellar structure of bilayers from being destabilised by a viral fusion peptide, improved the lipid order and thereby inhibited cell-virus membrane fusion. The mechanism of the anti-influenza virus activity of RIE was therefore correlated to the interaction between MRPs and phospholipid bilayers, an integral component of the plasma membrane.

Une étude haut-débit de la polycondensation du silicate est réalisée grâce à des outils robotisés couplés à des mesures macroscopiques (turbidité, gélification). Cette approche permet de dégager les limites de gélification d'un silicate industriel ainsi que les mécanismes mis en jeu. Cette thèse présente aussi deux outils miniaturisés basés sur des technologies microfluidiques, adaptés à des mesures in-situ et sous écoulement de diffusion des rayons X aux petits angles et de diffusion dynamique de la lumière. Ces outils permettent d'étudier les mécanismes de la polycondensation du silicate de sodium dans le procédé industriel, à des échelles de temps courtes (1 à 10 s). / Abstract

FtsL, DivIC et DivIB sont trois protéines membranaires impliquées dans la division bactérienne. Leur fonction n'est pas totalement comprise, mais semble mutuellement dépendante, notamment à travers la formation de complexes. Pour contribuer à la connaissance structurale des protéines de la division bactérienne et apporter des indices sur la fonction des trois protéines citées, une étude structurale a été menée sur un système modèle de protéines recombinantes solubles de S. pneumoniae: FtsL, DivIC et DivIB. La partie extracellulaire de DivIB, un complexe contraint des parties extracellulaires de FtsL et DivIC, et l'interaction entre ce complexe et la partie extracellulaire de DivIB ont été étudiés par plusieurs techniques biophysiques (RMN, SAXS, SANS, BIA par SPR). La partie extracellulaire de DivIB est composée de trois domaines dont le domaine central est structuralement proche de son orthologue chez E. coli, et interagit avec un complexe des parties extracellulaires de DivIC et FtsL, via ce domaine central. Un épitope d'interaction sur ce domaine a été identifié. Les domaines C-terminaux de FtsL et divIC sont essentiels à l'interaction avec la partie extracellulaire de DivIB. Un modèle à basse résolution du complexe de ces trois protéines présente en effet le domaine central de la partie extracellulaire de DivIB à l'extrémité du complexe des parties extracellulaires de DivIC et FtsL. Différents modèles d'association dans la cellule, des protéines DivIB, DivIC et FtsL ont été évalués avec ces nouvelles données structurales.

Les alliages d'aluminium de la série 7xxx sont des alliages à durcissement structural, principalement utilisés dans des applications aéronautiques en raison de leurs propriétés mécaniques spécifiques élevées. Le composant principal de leur résistance mécanique est leur microstructure de précipitation, obtenue par le biais de traitements thermomécaniques complexes. Ceux-ci induisent cependant des contraintes internes à longue distance, susceptibles de générer des distorsions sévères dans les pièces aéronautiques. Certains traitements thermomécaniques comme le grenaillage (shot peening), le formage laser (laser forming) et le formage revenu (age-forming), des procédés respectivement purement mécanique, purement thermique et thermomécanique, permettent de réduire les distorsions de pièces usinées. Ils modifient cependant la microstructure, et, par conséquent, les propriétés mécaniques. La présente étude, portant sur les couplages entre ces traitements thermomécaniques, la microstructure et les propriétés mécaniques d'un alliage 7xxx, comprend un travail de caractérisation expérimentale et de modélisation à base physique. L'effet de la précipitation sur l'écrouissage du matériau est ainsi examiné, et un modèle d'écrouissage destiné à être implémenté dans un modèle éléments finis de simulation du grenaillage est proposé. L'étude du formage laser aboutit quant à elle à un modèle prédictif de l'état de précipitation et des propriétés mécaniques locales induits par ce procédé. La dernière partie est consacrée à l'étude de l'effet du formage revenu – procédé combinant déformation plastique et traitement thermique simultanés – sur la précipitation.

Une des manières d'augmenter la stabilité thermique de polymères consiste à leur ajouter de faibles quantités d'argile dispersées dans échelle nanométrique. De tels matériaux sont appelés de " nanocomposites ". Il existe plusieurs explications à ce phénomène, comme les effets de barrière de diffusion et la formation de charbon. D'autres sont en cours de vérification, comme les effets de piégeage de radicaux par les ions qui participent à des réactions de type Fenton. Notre objectif a été de suivre in situ des transformations chimiques de la phase argile, afin de mieux comprendre comment ces nanostructures lamellaires retardent la décomposition de polymères. Pour ce faire, trois types de nanocomposites ont été préparés: i) Poly(méthylméthacrylate)-co-Poly(trimetoxysilil propyl méthacrylate) et argiles montmorillonite (MMT) du type Cloisite (PMMA-co-PTMSM-Cloisite); ii) PMMA-argiles montmorillonites naturelles contenant différents taux d'ions Fe3+ dans les couches octaédrique (PMMA-MMT); iii) PMMA-hydroxydes doubles lamellaires (HDL), avec différentes proportions d' ions Zn2+ , Cu2+ et Fe3+ PMMA-HDL. La thermo-décomposition des argiles primitives et de leurs nanocomposites ont été suivies par des analyses thermiques, de diffusion de rayons X (SAXS et WAXS) et par spectroscopie d'absorption de rayons X (EXAFS). Les effets de l'atmosphère, de la composition chimique des lamelles, et de la quantité d'argile employée dans l'obtention des nanocomposites ont été évalués. L'étude des nanocomposites, PMMA-co-PTMSM-Cloisite a mis en évidence deux mécanismes de stabilisation. Elle a montré que l'addition d'argiles résulte en une stabilisation plus importante sous atmosphère d'air, que sous atmosphère de N2, et est aussi plus importante selon la quantité d'argile dispersée dans le polymère. La formation de charbon a aussi été observée seulement sous l'atmosphère d'air. La stabilité thermique des nanocomposites PMMA-MMT est aussi proportionnelle à la quantité d'argile employée dans l'obtention de la nanocomposite. Pour de faibles quantités d'argile, 0.3-1 % en masse, la stabilité thermique des nanocomposites est proportionnelle à la quantité de ions Fe3+ présents dans l'argile. Le suivi de l'environnement chimique des ions Fe3+ par EXAFS en fonction de la température, a montré que quand la phase argile est dispersée dans le PMMA, les ions Fe3+ sont réduits à Fe2+, ce qui ne se vérifie dans les phases primitives. Ces mécanismes de stabilisation indiquent que la phase argile stabilise le PMMA par des mécanismes de barrière de diffusion et par le piégeage des radicaux. Les nanocomposites PMMA-HDL contenant des ions Fe3+ sont plus stables que ceux qui contiennent des ions Cu2+. L'étude in situ de 'évolution de l'ordre local à moyenne distance en fonction de la température a montré que les phases HDL stabilisent le PMMA également par les mécanismes de barrière de diffusion et le piégeage de radicaux. L'ion Cu2+, induisant des distorsions dans l'ordre local, rend les lamelles moins stables : elles se décomposent à des températures inférieures, et l'effet de barrière de diffusion est alors réduit. Par contre, les ions Cu2+ et Fe3+ piègent des radicaux de la phase polymérique qui se décomposent et ralentissent le phénomène. Cette thèse démontre que les argiles peuvent agir comme des particules réactives ou inertes, c'est-à-dire, à travers des réactions chimiques avec le polymère ou comme barrière physique. La stabilisation thermique des polymères dépend d'une combinaison de mécanismes, parmi eux la barrière de diffusion, la formation de charbon et le piégeage de radicaux.

L'essor des microsystèmes contraint à développer des techniques qui permettent la production de pièces de plus en plus petites. Parmi ces techniques, l'injection de matériaux thermoplastiques dans des micro-moules, nommée microinjection, est un candidat de choix et commence à s'implanter dans le milieu industriel. Mais des verrous techniques et scientifiques empêchent son développement à plus grande échelle. Conscient de ces problèmes, le CEMEF de MinesParisTech, le PIMM de Arts et Métiers ParisTech et la société GETELEC ont déposé un projet ANR Mat&Pro intitulé Micronnect dont le but était à la fois de mettre au point un nouveau concept de machine de microinjection, d'étudier la rhéologie à haut taux de déformation, et pour nous au laboratoire PIMM, de comprendre et déterminer l'influence des hautes vitesses de déformation sur les microstructures et propriétés induites dans les polymères semi-cristallins qui représentent la grande majorité des polymères aujourd'hui utilisés en microinjection. Les études ont été menées sur un PEhD et un PA12 qui ont été injectés dans des plaques de faibles épaisseurs (200, 300 et 500 µm). Les analyses obtenues par la microscopie optique montrent que la morphologie " cœur-peau " n'est constituée que de deux couches visibles, une couche de peau transparente d'épaisseur constante et une couche de cœur assez uniforme. Les analyses combinées de diffusion et de diffraction des rayons X (SAXS et WAXS) avec un microfaisceau synchrotron nous ont permis de déterminer la microstructure induite dans l'épaisseur des pièces. Contrairement à l'injection en plus forte épaisseur, la couche de peau est constituée de shish-kebabs et s'avère la couche la plus orientée. L'épaisseur joue un rôle prépondérant avec des microstructures en shish-kebabs qui se prolongent jusqu'à cœur lorsque l'épaisseur diminue jusqu'à 0,3 ou 0,2 mm. La longueur d'écoulement, le temps d'injection et la température du moule ont également une influence significative. On recherchera des temps d'injection les plus rapides possibles, quelques centièmes de seconde, pour permettre à la fois un bon remplissage des cavités moulantes et une diminution des orientations cristallines, ce qui a pour effet une meilleure relaxation des chaînes de polymères après le remplissage et avant la cristallisation. On comprend alors que les technologies classiques de l'injection doivent évoluer.

Using block copolymers for large-area periodic structure fabrication is of great interest because of the potential for low fabrication costs and simplicity of the processing. The concept is that by selective inclusion of the nanoparticles into one of the blocks of a self-assembling copolymer, the nanoparticles are forced into a defined spatial arrangement determined by the phase morphology of the copolymer. Although copolymers can form well defined structures, they inherently have a 'polycrystalline' structure in the bulk, meaning that there is no long-range order of the domains. This thesis addresses both the effect of inclusion of the nanoparticles and the long range ordering of block copolymer domains. The first part of the thesis focuses on the study of the effect of nanoparticle inclusions on the phase morphology of the poly(styrene-butadiene) diblock and poly(styrene-butadiene-styrene) triblock copolymers. For gold inclusions, it was found that even at relatively low concentrations of inclusions (less than 1 wt./vol.%) the block copolymer phase morphology is altered from that of the native copolymer. By contrast to the block copolymer-gold system, no significant changes in bulk morphology is observed for similar fullerene concentrations. In the second part of the thesis, the evolution of the order in cylinder forming poly(styrene-butadiene-styrene) triblock copolymer thin films as a function of the type of solvent vapor, exposure time to the saturated vapors and substrate surface energy is discussed. Solvent vapors of dimethoxyethane, ethyl acetate and cyclohexanone were found to be the most effective for our polymer films. Solvent vapors differing in their selectivity towards the block copolymer domains have different kinetics of ordering which is explained in terms of the difference in the interaction of the solvent between the two different copolymer blocks.

This thesis concerns studies of aqueous soft matter systems, especially surfactant micelle systems. The aim has been to study the molecular arrangement and electronic structure of the constituents of, as well as transport properties in such a system. The molecular arrangement and electronic structure has been studied by means of X-ray absorption spectroscopy (XAS) and resonant inelastic X-ray spectroscopy (RIXS). The transport properties have been investigated by low-frequency dielectric spectroscopy (LFDS) and small angle X-ray scattering (SAXS) as well as a theoretical modelling. The latter was based on Fick’s laws of the release from binary surfactant system and was validated by experiments. The RIXS and XAS measurements show the electronic structure in bulk water and the influence of the chemical surrounding of the water molecule in bulk water and of the water molecules confined in a micelle lattice. The spectra are highly dependent on the molecular arrangement in such systems. For glycine and sodium polyacrylate RIXS and XAS spectra show features which are unique for carboxyl and carboxylate groups and such measurements can thus be used for fingerprinting. The LFDS and SAXS measurements show a strong correlation between structure in a surfactant/poly-ion system and apparent mobility of surfactants. This conclusion is in line with earlier observations. By the theoretical modelling a predictive model for the surfactant release from a binary surfactant micelle system has been obtained and the importance of different factors for surfactant release has been further clarified.