Thèse de doctorat : Biologie Végétale et Forestière : Nancy 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Th.--Sci. phys.--Lille 1, 1980. N°: 493.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Chimie : Reims : 2004. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 159-165.

Confrontée à une demande mondiale croissante d'engrais, l'industrie phosphatière doit améliorer l'efficacité de ses processus de production pour répondre à ces besoins. Un contrôle qualitatif rapide et précis de la teneur en P₂O₅ dans la pulpe de phosphate est essentiel pour optimiser la production et faciliter une prise de décision réactive lors des ajustements de processus. Bien que traditionnellement peu privilégiée dans l'industrie de phosphate en raison de sa sensibilité réduite pour les éléments légers tels que le phosphore (P), la technique de fluorescence des rayons X présente un potentiel significatif pour l'analyse en ligne (directement sur la ligne de production), offrant une alternative prometteuse aux méthodes conventionnelles. Le travail a débuté par une revue exhaustive de la littérature portant sur les techniques d'analyse en ligne de la teneur en P₂O₅ dans la pulpe de phosphate, leurs avantages et leurs contraintes d'intégration industrielle. Nous avons ensuite procédé à une caractérisation détaillée de la pulpe de phosphate, englobant une analyse de sa composition chimique, de sa minéralogie, ainsi que d'autres paramètres physiques essentiels tels que la granulométrie et le taux de solide. L'étude a porté sur l'interaction des photons émis par les atomes de phosphore avec la matrice complexe de la pulpe de phosphate. Nous avons minutieusement suivi le parcours de ces photons, depuis leur émission jusqu'à leur détection, à travers trois environnements distincts : leur interaction avec la matrice de la pulpe, leur traversée de la fenêtre de mesure, et leur passage à travers le milieu séparant cette fenêtre du détecteur. Nous avons observé comment ces différents environnements influencent leur atténuation, tout en optimisant la transmission à chaque étape afin d'améliorer la précision des mesures. Une attention particulière a été portée sur l'identification, l'étude et l'optimisation de paramètres clés du montage XRF permettant une analyse en ligne précise de la teneur en P₂O₅ dans la pulpe de phosphate, tels que l'énergie d'excitation (20 à 25 kV), le courant d'excitation (600 µA), et l'utilisation de filtres spécifiques comme l'aluminium pour minimiser le bruit de fond et maximiser la détection des photons de P à faible énergie (environ 2 keV). Un film protecteur en polypropylène de 25 µm d'épaisseur a été identifié pour la fenêtre de mesure, et une distance optimale de 18 mm entre l'échantillon et le détecteur a été déterminée pour un milieu de transmission idéal. Deux configurations de montage XRF ont été conçues et testées: un montage à flux vertical pour les faibles débits et un montage à flux horizontal pour les débits élevés. Les tests expérimentaux ont révélé une précision élevée des mesures, avec des erreurs absolues moyennes de 0,87% pour le montage à flux vertical et de 0,38% pour le montage à flux horizontal. Ces résultats soulignent l'efficacité de l'approche proposée pour une analyse en ligne de P₂O₅ fiable et précise. En conclusion, cette thèse présente des avancées notables pour l'intégration du système XRF dans la chaîne de production phosphatière. Les ajustements précis des paramètres de débit et de viscosité, le renforcement des films protecteurs sur les fenêtres de mesure, le raffinement des techniques de détection du pic 𝐾𝛼 du phosphore, et l'optimisation des courbes de calibration peuvent tous contribuer à une meilleure précision et fiabilité des mesures. L'intégration de modèles d'intelligence artificielle pour affiner les estimations de la teneur en P₂O₅ est également envisagée, marquant une avancée vers une optimisation poussée des processus de production dans l'industrie phosphatière. / Faced with a growing global demand for fertilizers, the phosphate industry must enhance the efficiency of its production processes to meet these needs. Rapid and accurate qualitative control of P₂O₅ content in phosphate slurry is essential for optimizing production and facilitating reactive decision-making during process adjustments. Although traditionally less favored in the phosphate industry due to its reduced sensitivity to light elements such as phosphorus (P), X-ray fluorescence technique shows significant potential for online analysis (directly on the production line), offering a promising alternative to conventional methods. The work began with an exhaustive literature review on techniques for the online analysis of P₂O₅ content in phosphate slurry, outlining their advantages and constraints for industrial integration. Subsequently, we conducted a detailed characterization of phosphate slurry, encompassing an analysis of its chemical composition, mineralogy, and other essential physical parameters such as particle size and solid content. The study focused on the interaction of photons emitted by phosphorus atoms with the complex matrix of phosphate slurry. We meticulously examined the path of these photons from emission to detection, categorizing them into three distinct environments: interaction of P photons with the slurry matrix, with the measurement window, and with the medium separating the window and the detector. We observed how different media influenced their attenuation while optimizing transmission at each stage to enhance measurement precision. Special attention was given to identifying, studying, and optimizing key parameters of the XRF setup for precise online analysis of P₂O₅ content in phosphate slurry, such as excitation energy (20 to 25 kV), excitation current (600 µA), and the use of specific filters like aluminum to minimize background noise and maximize detection of low-energy P photons (about 2 keV). A protective polypropylene film, 25 µm thick, was identified for the measurement window, and an optimal distance of 18 mm between the sample and the detector was determined for an ideal transmission medium. Two XRF setup configurations were designed and tested: a vertical flow setup for low flow rates and a horizontal flow setup for high flow rates. Experimental tests demonstrated high measurement precision, with average absolute errors of 0.87% for the vertical flow setup and 0.38% for the horizontal flow setup. These results underscore the effectiveness of the proposed approach for reliable and accurate online P₂O₅ analysis. In conclusion, this thesis presents notable advancements for integrating the XRF system into the phosphate production chain. Precise adjustments of flow and viscosity parameters, reinforcement of protective films on measurement windows, refinement of phosphorus 𝐾𝛼 peak detection techniques, and optimization of calibration curves can all contribute to improved measurement precision and reliability. The integration of artificial intelligence models to refine P₂O₅ content estimations is also contemplated, marking progress toward advanced optimization of production processes in the phosphate industry.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Structure et dynamique des systèmes réactifs : Lille 1 : 2005. / N° d'ordre (Lille 1) : 3660. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.

L'étude de la réaction 238U + 64Ni 'a 6,6 MeV par nucléon nous a permis d'identifier des rayons X caractéristiques de l'élément Z = 120. Ces X caractéristiques ont été trouvés en coïncidence avec des fragments de fission des noyaux composés de 120 protons formés au cours de la réaction. La multiplicité de ces rayonnements rend possible l'extraction des informations sur la probabilité de formation par fusion dans la réaction étudiée du noyau de Z = 120 ainsi que sur le temps de fission de ce noyau.

Ce mémoire présente la mise en place des techniques de fluorescence en milieu biologique pour mieux comprendre le principe des interactions entre macromolécules biologiques ainsi que leurs mécanismes catalytiques. Dans ce contexte, nous avons appliqué trois méthodes d'analyse de la fluorescence. Une première technique d'analyse dynamique, la spectroscopie de cross-corrélation de fluorescence, basée sur des mesures en micro-volume et sur une faible concentration moléculaire, a essentiellement été appliquée à étudier l'activité hélicase en mesurant la corrélation croisée des fluctuations de fluorescence entre deux molécules d'ADN complémentaires. En particulier, l'activité d'hélicase de la protéine E.Coli RecQ et l'activité d'annealing pour la protéine RecQ5 humaine ont été étudiées. Les performances de la technique FCCS pour appréhender l'étude des activités enzymatiques de la famille des hélicases RecQ ont été validées par nos résultats. Une deuxième technique d'analyse dynamique qui nous permet de mesurer l'anisotropie de fluorescence statique a été appliquée pour comprendre l'effet de deux voies de résistances au Raltégravir (N155H et G140S/Q148H) sur la réplication virale du virus VIH-1 et sur les propriétés enzymatiques de l'intégrase du VIH (INs). Les applications de cette technique nous ont permis de démontrer la mutation Q148H joue un rôle prépondérant pour la résistance au Raltegravir, tandis que la mutation G140S augmente la fitness virale dans le contexte de la double mutation G140S/Q148H. Une troisième technique d'analyse dynamique, le déclin de la photo luminosité résolue en temps de la fluorescence, a été appliquée à caractériser les propriétés de fluorescence de nanocristaux de CdTe couronnés par MPA. Cette approche a confirmé les avantages des nanocristaux et leurs applications pour le marquage de fluorescence. En conclusion, ce mémoire inclus les principes et les applications variées des techniques de fluorescence qui sont engagées à intégrer la domaine différente (lumière, photoniques et biologie) dans la même domaine biophotonique.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Chimie minérale : Lyon 1 : 2005. / Titre provenant de l'écran titre. 187 réf. bibliogr.

La compréhension des mécanismes qui contrôlent le transfert des éléments en traces métalliques (ETM) dans les hydro-systèmes est fondamentale car ceux-ci constituent des contaminants toxiques potentiels pour l'environnement et l'Homme. Dans ces travaux, la contribution des biofilms phototrophes, principaux acteurs du fonctionnement écologique et biogéochimique des eaux courantes continentales, a été évaluée dans le transfert et le fractionnement isotopique des ETM choisis, le cuivre (Cu) et le zinc (Zn). L'objectif est de mieux appréhender, via le couplage géochimique, microbiologique et écologique, les effets de l'exposition de biofilms aux ETM, conduite en conditions contrôlées, tant sur le comportement des ETM que la réponse de la communauté microbienne. Les expérimentations de 96 h d'exposition d'un biofilm mature aux ETM en milieux fermés et ouverts montrent un fractionnement isotopique opposé entre les processus physico-chimiques et biologiques sollicités. L'adsorption induit un enrichissement du biofilm en isotopes lourds par rapport à la solution avec un facteur d'enrichissement de +1,1±0,3 ‰ pour le Cu et de +1,2±0,4 ‰ pour le Zn. Inversement, le fractionnement isotopique induit lors de l'incorporation du Cu et du Zn dans le biofilm varie avec un facteur d'enrichissement allant de -0,6 à +0,8 ‰ pour le Cu et de +0,1 à +0,5 ‰ pour le Zn. Les analyses in-situ XAS (au seuil K du Cu) montrent que l'enrichissement en isotopes légers lors de l'incorporation du Cu est contrôlé par une réduction du Cu(II) en Cu(I). La variabilité du fractionnement isotopique lors de l'incorporation est expliquée par les différents processus intervenant au sein de la matrice du biofilm (diffusion, adsorption sur les groupes fonctionnels de la matrice d'exopolymères et à la surface des cellules, incorporation intracellulaire). Lors de l'excrétion de ces ETM, le biofilm induit aussi un fractionnement opposé et différent en fonction de la nature de l'ETM. La fraction métallique désorbée par le biofilm lors des premières heures est enrichie en isotopes légers de Zn et en isotopes lourds de Cu par rapport au biofilm avec un enrichissement variant respectivement entre -1,4 et 0 ‰ et entre +0,8 et +0,5 ‰. Les mécanismes d'efflux et de diffusion diminuent la magnitude de l'enrichissement et enduisent un enrichissement de la fraction excrétée par rapport au biofilm compris entre -0,7 et -0,3 ‰ pour le Zn et entre -0,36 et +0,35 ‰ pour le Cu. Ces résultats sont également obtenus dans le cadre d'une étude dynamique du fractionnement isotopique sur deux cycles circadiens consécutifs en système ouvert. Les études du fractionnement isotopique en fonction de la croissance du biofilm en relation avec l'évolution des communautés durant 59 jours de culture montrent une dépendance du fractionnement isotopique à la diversité des communautés et à son évolution temporelle. Le biofilm induit un enrichissement en isotopes lourds de +0,5±0,1 ‰ au 24ième jour qui diminue avec la diminution du rapport de la surface du biofilm sur son volume pour atteindre +0,0±0,3 ‰ au 59ième jour. Pour le Zn, en fonction de la diversité algale, la croissance du biofilm induit soit un fractionnement négatif d'une valeur moyenne de -0,16±0,04 ‰, soit n'induit pas de fractionnement entre le 24ième et 59ième jour (-0,1 <-66Zn(biofilm-solution) <+0,1 ‰). Cette étude reflète la complexité des processus biologiques associés aux biofilms phototrophes. Ainsi, l'utilisation des isotopes pour tracer les processus contrôlés biologiquement lors du transport du Cu et du Zn dans les cours d'eau demande i) la connaissance du temps de résidence du métal dans le biofilm, ii) le degré d'assimilation du métal dans la biomasse par rapport à son adsorption en surface, et iii) les différentes réactions élémentaires intervenant dans le biofilm. / Understanding mechanisms that control the metal trace elements (MTE) transfer in aquatic systems is fundamental because MTE are potential toxic contaminants to the environment and human populations. In this work, the contribution of benthic microbial aggregates (phototrophic biofilms), main actors of the ecological functioning and biogeochemistry of freshwater, was evaluated by the transfer and isotopic fractionation of selected two toxic and potentially essential metals, Cu and Zn. The aim is to better understand, via the coupling between different approaches (geochemical, isotopic, structural, microbiological, ecotoxicological), the relation between MTE concentration and isotope signature in solution and within the biofilm, depending on environmental conditions and the microbial community response. Sorption by a mature phototrophic biofilm of MTE during 96 h exposure in batch and open systems reactors exhibits opposite isotopic fractionation between physico-chemical and biological processes. The adsorption induces an enrichment in heavy isotopes of the biofilm relative to the solution during metal complexation with the surface functional groups with an enrichment factor of +1.1±0.3‰ for Cu and +1.2±0.4‰ for Zn. Conversely, the isotopic fractionation during Cu and Zn incorporation inside the biofilm is variable with an enrichment factor between the biofilm and the solution ranging from -0.6 to +0.8 ‰ for Cu and +0.1 to +0.5‰ for Zn. In situ X-ray Absorption Spectroscopy analysis of Cu chemical and structural status in the biofilm show that the enrichment in light isotopes during Cu incorporation is controlled by the reduction of Cu(II) in Cu(I). The variability of isotopic fractionation during incorporation are explained by different processes involved in the biofilm matrix (diffusion, adsorption by the functional groups of the exopolymeric matrix and at the surface of the cells, intracellular incorporation). During ETM excretion from the biofilm into the solution, contrasting fractionation of Cu and Zn is observed. The metal fraction desorbed by the biofilm at the beginning of excretion is enriched in lighter isotopes of Zn and in heavy isotope of Cu compared to the biofilm with an enrichment ranging from 0 to -1.4‰ and from +0.8 to +0.5‰ for Zn and Cu, respectively. Active efflux and diffusion processes decrease the isotopic enrichment magnitude inducing an enrichment of the excreted fraction compared to the biofilm ranging from -0.7 and -0.3‰ for Zn and from -0.36 and +0.35‰ for Cu. The isotopic results found for a dynamic study of Cu and Zn isotopic fractionation on two consecutive circadian cycles in open system are in general agreement with our 96 h sorption and excretion experiments. The isotopic fractionation experiments during the biofilm growth in relation to the evolution of communities (ecological succession) over 59 days exhibit a relationship between metallic isotopic fractionation and the community diversity and its temporal evolution. However, a general trend is observed for Cu with an enrichment in heavy isotopes of +0.5±0.1‰ after 24th day of growth that decreases with the decrease of the biofilm's surface/volume ratio to reach a value of +0.0±0.3 ‰ at the 59th day of growth. For Zn, in relation to algal diversity, the growth of the biofilm produces whether a negative isotopic fractionation equal to -0.16±0.04‰, or does not produce any isotopic fractionation between the 24th and 59th days of growth (-0.1<-66Zn(biofilm-solution)<+0.1 ‰).This study reflects the complexity of biological processes associated with phototrophic biofilms. The use of stable isotopes to trace the processes controlled biologically during transport of Cu and Zn in surface waters requests i) knowledge of metal residence time in the biofilm, ii) the degree of assimilation of the metal in biomass compared to its surface adsorption, and iii) the various elementary reactions involved in the biofilm.

L'étude de la réaction ²³⁸U + ⁶⁴Ni à 6,6 MeV par nucléon nous a permis d'identifier des rayons X caractéristiques de l'élément Z = 120. Ces X caractéristiques ont été trouvés en coïncidence avec des fragments de fission des noyaux composés de 120 protons formés au cours de la réaction. La multiplicité de ces rayonnements rend possible l'extraction des informations sur la probabilité de formation par fusion dans la réaction étudiée du noyau de Z = 120 ainsi que sur le temps de fission de ce noyau.