Les plaquettes sanguines sont des cellules qui ont un rôle majeur au cours des processus de l’hémostase primaire et jouent un rôle primordial dans l’immunité innée mais aussi adaptative. Ces cellules anucléées ont une capacité sécrétoire très importante de facteurs solubles notamment de cytokines, de chimiokines (CK/CH) et de facteurs immunomodulateurs. L’émergence du rôle inflammatoire des plaquettes sanguines dans la communauté scientifique a soulevé de nombreuses questions auxquelles nous essayons de répondre dans ce manuscrit. La majorité de ces questions repose sur la capacité de ces cellules anucléées à répondre de manière régulée à des stimuli complexes. Nos investigations pour répondre à ces questions ont été réalisées dans un contexte transfusion sanguine. Au cours de nos travaux, nous avons mis en évidence la corrélation des profils de sécrétion plaquettaire avec les récepteurs membranaires et les voies de signalisations intraplaquettaires engagées. Les plaquettes expriment plusieurs récepteurs immunitaires sur leur surface notamment les « Pattern recognition receptors » (PRR) et des récepteurs aux CK/CH. Nous avons démontré et caractérisé la fonction d’un nouveau récepteur plaquettaire, le Siglec-7. Ce récepteur est localisé dans les granules a ; son expression sur la membrane est corrélée avec l’état d’activation plaquettaire. Le Siglec-7 a une avidité élevée avec les molécules composées d’α2,8-disialyl (NeuAcα2,8NeuAcα2,3Gal) et de α2,6-sialyl (Gal-b1,3[NeuAcα2,6]HexNAc) (comme les gangliosides GD2, GD3 et GT1b). L’engagement de ce récepteur peut induire l’apoptose plaquettaire par la voie intrinsèque et extramitochondriale. Ce processus nécessite l’engagement du récepteur GPIIbIIIa et P2Y1 et la signalisation de la voie de PI3k. Nous avons également étudié et mis en évidence une composante inflammatoire multifactorielle dans les effets indésirables des receveurs (EIR) et trouvé dans les concentrés plaquettaires (CP), plusieurs facteurs solubles ayant une valeur prédictive élevée pour la survenue des EIR, notamment le sCD40L et l’IL-13. Nous avons confirmé que la concentration de ces facteurs augmente au cours de temps de stockage des CP, étant, en partie, responsable du taux élevé de l’EIR des CP âgés. Enfin, en plus de la conservation, les processus de préparation des CP peuvent aussi avoir des impacts sur les propriétés inflammatoires des plaquettes. Ces travaux montrent que la réponse inflammatoire plaquettaire est régulée en fonction du stimulus, permettant d’argumenter sur le rôle présumé de sentinelle des plaquettes sanguines humaines. Ainsi, mes travaux s’inscrivent dans la ré-exploration de la fonction inflammatoire des plaquettes sanguines et l’étude du rôle des plaquettes comme cellules de l’immunité à composante inflammatoire / Blood platelets are non-nucleated cells and play a major role in primary hemostasis and a key role in inflammation, innate and adaptive immunity. They secrete a large variety of soluble factors including cytokines/chemokines (CK/CH) and immunomodulator factors. The emergence of their inflammatory role has raised numerous questions based on the ability of platelets to respond to complex stimuli. Our investigations to answer these questions were realized in the context of platelet component transfusion. In our study, we demonstrated the correlation between the platelet secretion of soluble factors with their membrane receptors and the signaling pathways involved. Platelets express many immune receptors on their surface, including "Pattern recognition receptors" (PRRs) and receptor for CK/CH. We discovered and characterized the function of a new platelet receptor, the Siglec-7. This receptor is located in the granules a and its expression is correlated to the platelet activation level. The Siglec -7 has a high avidity with the molecules composed of α2,8-disialyl (NeuAcα2,8NeuAcα2,3Gal) and of α2,6-sialyl (Gal-b1,3[NeuAcα2,6]HexNAc) (ganglioside GD2 , GD3 and GT1b). Stimulation of this platelet receptor may induce platelet apoptosis by the intrinsic and extramitochondrial pathway. This process requires the engagement of GPIIbIIIa and P2Y1 receptor and the PI3K pathway. We also demonstrated a multifactorial inflammatory component in adverse effects issuing from platelets transfusion, and identified many soluble factors which have a high predictive value of Acute Transfusion Reactions (ATR) occurrence, such as sCD40L and IL- 13. We confirmed that the concentration of these factors increases during storage time of platelet component (PC), being partly responsible for the high rate of ATR by old PC. Finally, in addition to the PC conservation, the process of PC preparation may also have impacts on the inflammatory properties of platelets. These studies showed that the platelet inflammatory response is regulated by the stimulus, explaining the sentinel role of human blood platelets. Therefore, my work contributes to the re-exploration of inflammatory function of these cells and studies their role as an immune cell with an inflammatory component

Les systèmes de nombreuses particules peuvent présenter des comportements variés en fonction du type d’interaction entre ses composants.Dans certaines situations, des structures macroscopiques hautement ordonnées peuvent émerger de telles interactions. Le problème de l’identification des mécanismes qui activent l’ordre microscopique dans les systèmes bidimensionnels a fait l’objet d’études théoriques et expérimentales. Il y a plusieurs décennies, il a été montré que les systèmes bidimensionnels avec des interactions de paramètres d’ordre suffisamment court et d’ordre continu n’ont pas d’ordre à longue portée (ils n’ont pas de phase solide). D’autre part, des études numériques sur des systèmes sans ordre positionnel ont montré que de tels systèmes pourraient présenter des transitions de phase. Cette contradiction apparente dans les systèmes bidimensionnels a été expliquée dans la transition KT (Kosterlitz-Thouless) proposée pour le modèle XY. Depuis lors, on a commencé à observer que les systèmes sans ordre positionnel pouvaient montrer des transitions de phase quand ils avaient un ordre de demi-longue portée (ODLP). Ce type d’ordre est associé à l’ordre d’orientation du système qui est perdu lorsque les défauts topologiques activés par les fluctuations thermiques sont divisés en paires produisant une transition. D’autre part, les systèmes bidimensionnels avec ordre de position à la température T = 0 peuvent être fusionnés dans un scénario comprenant trois phases : solide / hexatique / liquide dont les transitions sont dues à la division en deux étapes de défauts topologiques à deux températures différentes (Théorie de Kosterlitz-Thouless-Halperin-Nelson-Young KTHNY).Ce travail se concentre sur l’ étude du plasma d’un composant bidimensionnel (PUC2d), un système classique de N charges ponctuelles identiques qui interagissent à travers un potentiel électrique et immergées dans une surface bidimensionnelle avec densité de charge opposée. Le système est un cristal à T = 0 qui commence à fondre si T est suffisamment élevé. Si le potentiel d’interaction entre les particules est logarithmique,alors le système dans le plan et la sphère a une solution exacte pour une valeur spéciale de T située dans la phase fluide. Dans cette étude, un formalisme analytique est utilisé pour déterminer exactement les propriétés thermodynamiques et structurelles qui permettent de suivre le comportement du PUC2d en la phase désordonnée jusqu’`a ce que celui-ci cristallise avec la restriction de N pas très grand. Par le formalisme, nous trouvons des connexions intéressantes avec l’ensemble de Ginibre défini dans la théorie des matrices aléatoires.Nous avons effectué des simulations de Monte Carlo pour modéliser le PUC2d avec des interactions potentiel en inverse de distance et des conditions aux limites périodiques dans le plan. Trois phases sont identifiées incluant la phase hexatique pour des systèmes suffisamment grands. Nous avons déterminé par l’analyse de taille finie et la méthode multi-histogramme que la transition hexatique/ liquide est de premier ordre faible. Finalement,une étude statistique sur les arrangements de défauts (clusters) lors de la fusion cristalline est effectuée, confirmant en détail la théorie de KTHNY et décrivant des alternatives pour la détection de transitions en deux dimensions. / Many particle systems may exhibit interesting properties depending on the interaction between their constituents. Among them, it is possible to find situations where highly ordered microscopic structures may emerge from these interactions. The central problem to identify the mechanisms which activate the ordered particle arrangements has been the subject matter of theoretical and experimental studies. In the past decades, it was rigorously proved that systems in two dimensions with sufficiently short-range interactions and continuous degrees of freedom do not have long-range order. In contrast, numerical studies of systems featuring lack of positional order in two dimensions showed evidence of phase transitions. This apparent contradiction was explained by the Kosterlitz-Thouless (KT)-transition for the XY-model showing that transitions may take place in positional isotropic bidimensional systems if they still have quasi-long range (QLR) order. Such QLR order associated to the orientational order of the system, is lost when topological defects activated by thermal fluctuations begin to unbind in pairs producing a transition. On the other hand, two-dimensional systems with positional order at vanishing temperature may show a melting scenario including three phases solid/hexatic/fluid with transitions driven by a unbinding mechanism of topological defects according to the Kosterlitz-Thouless-Halperin-Nelson-Young (KTHNY)-theory.This work is focused on the study of the two dimensional one component plasma 2dOCPa system of N identical punctual charges interacting with an electric potential in a two-dimensional surface with neutralizing background. The system is a crystal at vanishing temperature and it melts at sufficiently high temperature. If the interaction potential is logarithmic, then the system on the flat plane and the sphere is exactly solvable at a special temperature located at the fluid phase. We use analytical approaches to compute exactly thermodynamic variables and structural properties which enables to study the crossover behaviour from a disordered phases to crystals for small systems finding interesting connections with the Ginibre Ensemble of the random matrix theory.We perform numerical Monte Carlo simulations of the 2dOCP with inverse power law interactions and periodic boundary conditions finding a hexatic phase for sufficiently large systems. It is found a weakly first order transition for the hexatic/fluid transition by using finite size analysis and the multi-histogram method. Finally, a statistical analysis of clusters of defects during melting confirms in a detailed way the predictions of the KTHNY-theory but also provides alternatives to detect transitions in two-dimensional systems.

The fungal plant pathogen Fusarium graminearum Schwabe (teleomorph Gibberella zeae¬) produces a dangerous trichothecene mycotoxin called deoxynivalenol (DON) and causes a devastating disease of barley (Hordeum vulgare L.) called Fusarium head blight (FHB). Food and feed products derived from barley, such as dried distillers grains with solubles (DDGS), may be contaminated with DON and pose a threat to the health of humans and domestic animals. New methods to mitigate the threat of DON in barley need to be developed and implemented. TRI101 and TRI201 are trichothecene 3-O-acetyltransferases that modify DON and reduce its toxicity. The first objective of this research was to isolate unique TRI101 and TRI201 enzymes that modify DON efficiently. We hypothesized that TRI101/TRI201 enzymes from different species of Fusarium would have varying rates and abilities to modify DON. Using degenerate primers, an internal portion of TRI101 or TRI201 was identified in 54 strains of Fusarium. Full-length sequences of seven TRI101 or TRI201 genes were cloned and expressed in yeast. All seven genes acetylated DON, but at different rates. The second objective of this research was to utilize transformed yeast expressing TRI101 or TRI201 to reduce DON levels in barley mashes and ultimately in DDGS. We hypothesized that DON levels would be reduced in DDGS derived from mashes prepared with transformed yeast. Five different barley genotypes were used to prepare the fermentation mashes and DON levels were reduced in all DDGS samples derived from mashes prepared with transformed yeast. The third objective of this study was to characterize barley genotypes developed at Virginia Tech for resistance to FHB and DON. We hypothesized that significant differences in resistance would be observed among barley genotypes and FHB resistance would be associated with reduced DON accumulation. From 2006 to 2010, FHB resistance was assessed in hulled (22 to 37) and hulless (13 to 32) barley genotypes by measuring incidence and index, and DON resistance was determined by quantifying DON levels in ground grain using gas chromatography-mass spectrometry. Our study showed that FHB and DON resistance is significantly determined by genotype. The final objective of this study was to develop a robust tissue culture system necessary for future development of transformed barley plants with FHB resistance gene(s). We hypothesized that callus production would vary among barley genotypes. In our analysis of 47 Virginia barley genotypes, 76% (36/47) of the genotypes produced callus tissue and there were significant differences in callus size. Our work sets the stage for identifying and characterizing DON detoxification genes in the future. The development of commercial barley lines that do not accumulate DON and that are resistant to FHB will directly impact growers and producers of small grains in the eastern U.S. / Ph. D.

Master of Science / Department of Animal Sciences and Industry / Evan C. Titgemeyer / Two experiments analyzed effects of zilpaterol-HCl and nitrogen supplementation in the form of either dried distiller’s grains with solubles (DDGS) or urea fed to steers. In Experiment 1, steers were fed corn-based diets: control (CON; 10.2% CP), urea (UREA; 13.3% CP), or DDGS (14.9% CP). Nitrogen intake differed among treatments (99, 151, and 123 g/d for CON, DDGS, and UREA). Urea-N synthesis tended to be greater for DDGS (118 g/d) than for UREA (86 g/d), which tended to be greater than CON (52 g/d). Urinary urea-N excretion was greater ([italics]P[italics]<0.03) for DDGS (35.1 g/d) and UREA (28.6 g/d) than for CON (12.7 g/d). Gut entry of urea-N (GER) was numerically greatest for DDGS (83 g/d), intermediate for UREA (57 g/d), and least for CON (39 g/d). Urea-N returned to the ornithine cycle tended to be greater for DDGS (47 g/d) than for UREA (27 g/d) or CON (16 g/d). The percent of microbial N flow derived from recycled urea-N tended ([italics]P[italics]=0.10) to be greater for DDGS (35%) than for UREA (22%) or CON (17%). The percent of urea production captured by ruminal bacteria was greater ([italics]P[italics]<0.03) for CON (42%) than for DDGS (25%) or UREA (22%). Experiment 2 diets were identical to those used in Experiment 1. In addition, steers were also fed either 0 or 60 mg/d zilpaterol-HCl. Dietary CP was 9.6, 12.4, and 13.7% for CON, UREA, and DDGS, respectively. Zilpaterol increased ([italics]P[italics]<0.01) total DMI and N intake; however, zilpaterol did not affect urea entry rate ([italics]P[italics]=0.80) or GER ([italics]P[italics]=0.94). Urea entry rate and GER were numerically greater for DDGS than CON and UREA. In conclusion, zilpaterol did not influence urea entry rate or GER. This lack of response in the face of greater N intake was interpreted to suggest that zilpaterol may reduce urea production and GER at constant N intake.

Babesia canis est un hémoparasite du phylum des Apicomplexes transmis par la morsure de tique et responsable de la piroplasmose canine en Europe. Dans la perspective de développer un vaccin recombinant, nous avons réalisé deux études visant à mieux comprendre les interactions hôte/parasite au cours du cycle érythrocytaire. Nous avons étudié d'une part le rôle des antigènes parasitaires solubles (APS) dans le déclenchement des signes cliniques et d'autre part celui de l'antigène Bc28.2 codé par la famille multigénique Bc28 dans les mécanismes d'échappement à l'hôte.Les APS de B. canis induisent une réponse protectrice anti-maladie chez les chiens vaccinés. Toutefois, leur rôle exact dans la pathogénèse reste à définir. Contrairement à ce qui est décrit dans la pathogenèse à B. bovis, nos analyses réfutent l'hypothèse qu'ils pourraient agir sur le système kallicréine-kinine plasmatique. Par contre elles suggèrent, pour la première fois chez le genre Babesia, un rôle direct des APS dans le déclenchement précoce de la réponse inflammatoire observée au cours de la pathogenèse.De part leur fonction essentielle dans la survie parasitaire, les antigènes localisés à la surface de l'érythrocyte (rôle dans l'agglutination des hématies parasitées) ou des mérozoïtes (rôle dans l'invasion) sont de bons candidats vaccins. Cependant et probablement dans une perspective d'échappement à l'hôte, ils sont codés par des familles multigéniques. Chez B. canis, la famille multigénique Bc28 contient le gène Bc28.1 qui code pour un antigène à ancrage GPI préalablement caractérisé à la surface du mérozoïte. Nous montrons qu'un autre gène, désigné Bc28.2 (plusieurs copies dans le génome) contient 2 cadres de lecture chevauchant et serait capable d'exprimer des antigènes polymorphes de 28 kDa et 50 kDa par un mécanisme de recodage traductionnel +1. De façon originale, ces protéines seraient localisées non pas à la surface des mérozoïtes mais à la surface des hématies parasitées. / Babesia canis is an apicomplexan haemoparasite transmitted by tick bite and responsible of canine babesiosis in Europe. Understanding host/parasite relationships during the erythrocytic cycle is crucial for further development of a recombinant vaccine. In that way, the role of soluble parasite antigens (SPA) in the onset of clinical signs and the role of Bc28.2 antigen (encoded by the B. canis Bc28 multigene family) in host evading process were investigated.B. canis-derived SPA induce a protective anti-disease immunity in vaccinated dogs but their precise role during the pathogenesis remains unknown. In contrast to B. bovis, our analysis disproved the hypothesis that B. canis SPA could act on the plasma kallikrein-kinin system. However they strongly suggest, for the first time in the genus Babesia, a direct role of these SPA in the onset of the inflammatory response which is early observed during pathogenesis. Because of their essential function in the parasite survival, antigens located on the surface of infected erythrocyte (role in agglutination of erythrocytes) or on the surface of merozoites (role in the invasion) are good vaccine candidates.However, and probably for host evading, they are encoded by multigene families. In B. canis, the Bc28 multigene family contains the Bc28.1 gene that encodes for a GPI-anchored antigen previously characterized on the merozoite surface. We demonstrated here, that another gene designated Bc28.2, is multicopy and composed of two overlapping open reading frames (Orf1 and Orf2). It allows, though +1 programmed ribosomal frameshift, expression of polymorphic antigens of 28 kDa and 50 kDa. Unexpectedly, these proteins seem localized on the surface of parasitized erythrocytes, suggesting they play a crucial function in evading host through agglutination process of infected erythrocytes.

Au cours de l’infection par le virus Ebola (EBOV), plusieurs glycoprotéines solubles sont massivement libérées à partir de cellules infectées mais le rôle précis de ces protéines virales n’a pas encore été identifié. Nous émettons l'hypothèse que l'altération de l’hémostase et du système et vasculaires observée au cours de l'infection à virus Ebola pourrait être, au moins en partie causée par ces glycoprotéines solubles. Ainsi pour la première fois, nous avons identifié les cibles cellulaires de la protéine soluble « shed GP » d’Ebola et nous avons démontré que sa partie glycosylé peut activer les cellules dendritiques et les macrophages non infectés, induisant, par le récepteur TLR4, la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires. Nous démontrons aussi que l'activité de la shed GP est neutralisé lors de l'addition de la MBL, une protéine connue pour interagir avec certains motifs glycosylés présents à la surface de différents micro-organismes. Nous avons également montré que la shed GP active la perméabilité des HUVEC de façon directe et indirecte, via la libération de cytokines. En conclusion, cette étude suggère que la shed GP peut être l'un des principaux facteurs responsables de la stimulation précoce des cellules immunitaires qui produisent alors de grandes quantités de cytokines pro-inflammatoires, des éléments qui, combinés avec la réplication massive du virus et les dommages cellulaires induits par le virus, peuvent conduire à un syndrome de type choc septique et une mortalité élevée. / During Ebola virus (EBOV) infection several soluble glycoproteins are released in high amounts from infected cells but as yet still no clear role has been identified for these viral proteins. We hypothesized that the impairment of coagulation and vascular systems observed during EBOV infection could be, at least in part, due to these soluble glycoproteins.Here, for the first time we identify the cellular targets of EBOV soluble protein shed GP and provide evidence that through its glycosylation, shed GP can activate non-infected dendritic cells and macrophages, inducing, through TLR4, the secretion of pro-inflammatory cytokines. We also demonstrate that shed GP activity is negated upon addition of Mannose-Binding sera Lectin (MBL), a molecule known to interact with sugar arrays present on the surface of different microorganisms. We have also revealed that shed GP activates permeability of HUVECs both directly and indirectly through cytokine release. Overall, this study suggests that shed GP may be one of the principal factors responsible for the early stimulation of immune cells that then produce high amounts of proinflammatory cytokines that, combined with massive virus replication and virus-induced cell damage, can lead to a septic shock-like syndrome and high mortality.

Ces travaux de thèse ont porté sur le développement de nouveaux engrais à relargage contrôlé grâce à la mise en œuvre d’un procédé de mechanosynthèse à partir de mélanges contenant des composés lamellaires soit naturels (montmorillonite, talc et chrysotile) soit synthétiques (les Hydroxydes Doubles Lamellaires (HDL) à base de Mg, d’Al et de Fe) et de monohydrogénophosphate de potassium. Ce sel est déjà utilisé en agriculture en tant que fertilisant conventionnel. Toutefois sa forte solubilité en solution aqueuse induit des pertes importantes lors de l’épandage via des procédés de lixiviation, de volatilisation ou encore de fixation dans les sols, limitant ainsi l’efficacité des nutriments pour les plantes. Il est alors nécessaire d’en utiliser des quantités excessives pour observer une efficacité en agriculture. Aussi la principale alternative est de contrôler l’apport en éléments venant d’une part du sel soluble mais également des constituants chimiques des matrices lamellaires impliquées. Une telle approche pourrait réduire les coûts en permettant une fertilisation accrue tout en en diminuant la solubilité des ions impliqués. La méthode utilisée consiste à broyer les réactifs ensemble en modifiant les conditions de broyage utilisées. Afin d’évaluer les modifications structurales induites par le broyage, les échantillons obtenus sont caractérisés à l’aide de différentes techniques de caractérisation du solide, en fonction des éléments chimiques impliqués. La diffraction des rayons X (PXRD), la microscopie électronique à balayage couplé avec un analyseur (SEM-EDX) et les méthodes spectroscopiques SSNMR, FTIR, RAMAN, RPE…) se sont avérées pertinentes pour réaliser le suivi des réactions de mechanosynthèse et mettre en évidence une amorphisation des matrices précruseurs et éventuellement la formation de nouvelles phases cristallisées. La microscopie montre sytématiquement une modification importante de la taille des particules avec perte de la morphologie des matériaux précurseurs et parfois apparition de nouveaux cristaux de forme bien définie ayant une composition chimique différente. Grâce à la spectroscopie RMN à l’état solide il est possible de mettre en évidence de fortes modifications de l’environnement chimique après mechanosynthèse, suggérant la formation de composés métastables impliquant des cations métalliques issus des phases lamellaires, du phosphore et de l’oxygène. Les composés obtenus ont ensuité été étudiés dans des conditions de relargage mettant en évidence des propriétés de realargage contrôlé quelle que soit la matrice lamellaire précurseur impliquée dans le procédé. La vitesse de relargage des nutriments est influencée par la nature et la composition chimique de la matrices de départ, sachant qu’en fonction de leur composition chimique des produits différents peuvent être formés. / The present work describes the development of slow release fertilizers from the mechanochemical activation of of natural (montmorillonite, talc, chrysotile) and synthetic (Layered Double Hydroxides (LDH) MgAl and MgFe) lamellar matrix mixtures with potassium monohydrogen phosphate. This salt is used in agriculture as a conventional fertilizer and is highly soluble in aqueous solution, which implies large losses due to leaching processes, volatilization or even fixation in the soil, limiting the efficiency of the nutrients for the plants. Due to these characteristics, there is a need to apply large quantities of these products in agriculture. Therefore, the main idea is to control the supply of both the elements coming from the soluble salt as well as the constituting elements of the lamellar matrices. Such approach could reduce costs with exacerbated fertilization, potentiating the use of the products and decreasing the solubility of the ions involved. The methodology used basically consists of the milling of the reagents varying the processing conditions. For the characterization of the samples, several techniques were used according to the nature of the compounds involved. Particularly, PXRD, SEM / EDX and spectroscopic (SSNMR, FTIR, RAMAN, EPR…) techniques proved to be highly efficient for the monitoring of the mechano-chemical reaction, and to highlight the amorphization of the precursors and/or the formation of a distinct crystalline phase. SEM/EDX showed after the mechanochemical activation the changes in particle size, the disappearance of precursor morphologies, and the formation of particles with distinct morphologies and different chemical composition. Using solid state NMR measurements significant changes in the chemical environments involved were evidenced, suggesting the formation of metastable compounds between metal cations from the lamellar matrices, phosphorus and oxygen, as well as other possible compounds as products. After the mechanochemical reaction, in the nutrient release assays, the slow release behavior was observed for all the matrices analyzed. The release rate can be influenced by the chemical composition of the starting matrices, since each matrix can produce similar and distinct products, for example, SiO2 from natural clays which is not possible in the LDH products.

Ce travail de thèse a été dédié à l’élaboration et l’étude de nouveaux matériaux hybrides obtenus par la fonctionnalisation de molécule-aimants (en anglais single-molecule magnets, SMMs) et de complexes à transfert d’électron. Le premier chapitre fait un état de l’art des deux classes de composés magnétiques utilisées dans ce travail : les molécule-aimants et les systèmes à transfert d’électrons. Une brève description des systèmes magnétiques hybrides présents dans la littérature est ensuite présentée dans le but d’illustrer les motivations qui ont conduit à ce travail. Le chapitre II décrit la fonctionnalisation des molécule-aimants de type [Mn12] dans le but d’obtenir des systèmes cristaux liquides hybrides. Deux approches ont été étudiées : (a) la fonctionnalisation des ligands périphériques avec des groupements fortement lipophiles (longues chaines alkyle) ou (b) le greffage de promoteurs mésogènes par l’intermédiaire d’espaceurs aliphatiques flexibles. Les chapitres III à V présentent les études sur des carrés moléculaires à ponts cyanure {Fe2Co2} qui montrent un transfert d’électron thermo- et photo-induit. Le chapitre III discute de la possibilité de moduler le processus de transfert d’électron de ces carrés moléculaires via le changement du contre anion. La fonctionnalisation du carré moléculaire {Fe2Co2} avec de chaines aliphatiques et son impact induit sur les propriétés physiques à l’état solide et en solutions sont décrits dans le chapitre IV. Le chapitre V discute de l’effet de la fonctionnalisation avec des groupements fortement électrodonneurs, tels que les groupements méthoxy, sur le processus de transfert d’électron des carrés moléculaires {Fe2Co2}. / The work presented in this thesis was focused on the design and investigation of novel hybrid materials via ligand functionalization of the single-molecule magnets (SMMs) and electron transfer complexes. Chapter I contains general information about these two classes of the magnetic systems. In order to illustrate the motivation behind our work, a brief review on previously reported soft hybrid magnetic systems, is presented. Chapter II is dedicated to the functionalization of [Mn12]-based SMMs towards hybrid liquid crystalline systems via two different approaches: (a) the functionalization of peripheral ligands with strongly lipophilic groups (long alkyl chains), or (b) the grafting of mesogenic promoters through flexible aliphatic spacers. Chapters III – V are focused on cyanido-bridged molecular {Fe2Co2} squares that exhibit thermally or photo-induced electron transfer. Thus, in Chapter III, the possibility to modulate the electron transfer properties in {Fe2Co2} molecular squares via the use of different counter-anion is discussed. The functionalization with long aliphatic chains and its influence over the properties of {Fe2Co2} molecular squares in solid state and solutions are discussed in Chapter IV. Finally, the effect of the ligand functionalization with strongly electron density donating groups (methoxy) over the electron transfer properties of {Fe2Co2} molecular squares is investigated in Chapter V.

Les films minces de protéines solubles sont des systèmes pertinents pour modéliser les interactions entre deux bulles et interpréter la stabilité des mousses de protéines. Au cours de ce travail, nous avons montré que les propriétés des couches de protéines adsorbées à l'interface air/solution conditionnaient la stabilité, la structure et la perméabilité à l'air des films résultants. En optimisant les paramètres de la solution (pH, force ionique?), nous avons ainsi contrôlé la formation d'un film noir de protéines et déterminé son organisation moléculaire par réflectivité des rayons X. Par ailleurs, nous avons montré que les bulles de protéines s'entouraient d'une carapace insoluble en décroissant sous l'effet du mûrissement d'Ostwald. La cinétique de ce phénomène, particulièrement lente, a été interprétée en fonction de la structure dynamique et de la rhéologie du réseau de protéines qui forme la paroi des bulles. Puis, nous avons proposé un nouveau dispositif, encore perfectible, qui permet de mesurer les interactions qui prennent part dans les films de protéines. Finalement, nous avons tenté de corréler les propriétés des films et bulles de protéines individuels au comportement d'une mousse macroscopique obtenue dans des conditions analogues. Cet exercice est délicat expérimentalement car les couches de protéines adsorbées gardent la mémoire des évènements mécaniques qu'elles subissent. Dans un registre différent, nous avons déterminé l'architecture d'un autre type de films complexes, constitués de cyclodextrines amphiphiles. La géométrie confinée des films noirs a été exploitée pour étudier l'hydratation de ces objets.

Ce travail étudie les systèmes "pouzzolanes naturelles-chaux-eau" à 38 et 100°C afin de comprendre les phénomènes physicochimiques caractérisant la pouzzolanicité des matériaux naturels. La mise en évidence de nouveaux critères physicochimiques corrélant la minéralogie des produits d'hydratation, les qualités mécaniques des mélanges "pouzzolanes-chaux-eau" nous permet de proposer une nouvelle classification des matériaux pouzzolaniques. Cette classification repose sur: - une caractérisation et une quantification des constituants réactifs (les verres volcaniques non rhyolitiques, les opales, les zéolites), - une étude des solides néoformés et des solutions issus de l'essai Chapelle (16h à 100°C dans une solution saturée de chaux), - une étude minéralogique et morphologique des phases cristallines néoformées, issues du système "pouzzolanes-cllaux-eau" à 38°, constituant la matrice des pâtes durcies. L'ensemble de ces observations montre que les silices sédimentaires, les roches volcaniques et l'alumine activée constituent une série homologue discontinue à 38 et 100°C dans le système "CaO-. AI203-S102-H20". Ces matériaux s'illustrent par la coéxistence entre la fraction siliceuse de la solution solide des hydrogrenats et des gels silicocalciques hydratés (partiellement alumineux) à 100°C, et la coéxistence entre la solution solide des silicoaluminates tétracalciques hydratés et les gels silicocalciques hydratés.