La peau et son vieillissement sont un enjeu de santé publique. Les modèles expérimentaux disponibles pour l'étude du vieillissement cutané restent perfectibles. Dans ce contexte, nos objectifs étaient simultanément d'utiliser les modèles de peaux reconstruites (PR) développés dans notre laboratoire afin i) de mieux comprendre les mécanismes du vieillissement cutané, ii) de démontrer l'efficacité et le mécanisme d'action du sélénium comme « anti âge » et enfin iii) de les faire évoluer en utilisant le support poreux ou auto-assemblé avec des fibroblastes du même donneur prélevés à des âges différents. Ainsi, le modèle de PR cultivé sur une longue période a montré une surexpression du microARN miR30-a par RT qPCR dans les PR « âgées » avec une altération de la fonction barrière mesurée par la perte insensible en eau et une perturbation de la différenciation terminale (baisse d'expression de la loricrine et de l'involucrine). Avec le même modèle in vitro, nos résultats démontrent que la supplementation en sélénium retarde la sénescence des kératinocytes souches. Cette efficacité passe non pas par un effet antioxydant comme attendu mais par l'activation de leur adhésion à la lame basale, qui participe à les conserver souche et donc à préserver le renouvellement épidermique. Enfin, nous avons eu la chance exceptionnelle de préparer des PR avec des fibroblastes provenant d'un donneur unique prélevé à 36 et 72 ans. Les résultats immunohistologiques montrent que l'âge induit une augmentation de l'expression de l'élastine et de la fibrilline ainsi que leur co-expression. L'augmentation de LTBP1 et aSMA suggère que cette augmentation inattendue est due à une dérégulation de la voie TGF-ß et une différenciation des fibroblastes en myofibroblastes. En conclusion l'utilisation de différents modèles de PR a permis d'explorer les mécanismes conduisant au vieillissement cutané et de démontrer l'efficacité du sélénium comme anti âge / Skin and its aging is a public health issue. In vitro skin models available for the study aging remain perfectible. In this context, our objectives were simultaneously to use skin equivalent (SE) developed in our laboratory i) to better understand mechanisms of skin aging, ii) to demonstrate the effectiveness of selenium as “anti-aging” and finally iii) to improve SE using the porous or scaffold free model with fibroblasts from the same donor at different ages. Thus, the model of SE mimicking senescence showed an overexpression of microRNA miR30-a by RT qPCR in old SE with an alteration of the barrier function measured by the transepidermal water loss and a deficiency of epidermal terminal differentiation (decreased expression of loricrin and involucrin). With the same SE model, our results demonstrate that selenium supplementation delays the senescence of keratinocytes stem cells. This effectiveness does not involve antioxidant effect as expected but the activation of their adhesion to the basement membrane, which participates in preserving stemness and epidermal renewal. Finally, we had the opportunity to prepare SE with fibroblasts from a single donor at 36 and 72 years old. The histological results show that age induces an increase in the expression of elastin and fibrillin as well as their co-expression. The increase of LTBP1 and aSMA suggests that this unexpected increase is due to deregulation of the TGF-ß pathway and fibroblasts differentiation into myofibroblasts. In conclusion, the use of different models of SE helps us to explore some mechanisms leading to skin aging and to demonstrate the efficacy of selenium as “anti-aging”

L'imagerie par résonance magnétique de diffusion (IRMd) a fait une percée significative dans les troubles neurologiques et les recherches sur le cerveau grâce à son extraordinaire sensibilité à la cytoarchitecture des tissus. Cependant, comme le processus de diffusion de l'eau dans les tissus neuronaux est un phénomène biophysique complexe à l'échelle moléculaire, il est difficile d'en déduire les caractéristiques microscopiques des tissus à l'échelle du voxel, à partir des données d'IRMd. La contribution méthodologique majeure de cette thèse est le développement d'un cadre de simulation de type Monte Carlo intégré et générique, appelé `Diffusion Microscopist Simulator' (DMS), qui permet d'élaborer des modèles de tissus biologiques tridimensionnels aux géométries et propriétés variées et qui permet de synthétiser des données d'IRMd correspondantes pour une grande variété d'IRM, de séquences d'impulsions et de paramètres. L'outil DMS vise à combler le fossé entre les processus de diffusion élémentaires, qui se produisent à une échelle micrométrique, et le signal de diffusion résultant, mesuré à l'échelle millimétrique, qui offre un meilleur aperçu des caractéristiques observées dans l'IRMd, tout en offrant une information vérité terrain pour l'optimisation et la validation des protocoles d'acquisition de l'IRMd pour différentes applications.Nous avons vérifié les performances et la validité du simulateur à travers différents tests, et appliqué cet outil pour aborder des thèmes de recherche particuliers à l'IRMd. Il y a deux contributions majeures dans cette thèse. Tout d'abord, nous avons utilisé l'outil DMS pour étudier l'impact de la durée d'impulsions de gradient de diffusion finies (delta) sur l'estimation de l'orientation des fibres par l'IRMd. Nous avons démontré que la pratique actuelle qui utilise un delta long, imposée par la limitation physique des scanners d'IRM cliniques, est en fait bénéfique pour la cartographie des orientations des fibres, même si elle viole l'hypothèse sous-jacente faite dans la théorie de l'espace q. Deuxièmement, nous avons employé le simulateur pour étudier la possibilité d'estimer le rayon des axones en utilisant un système d'IRM clinique. Les résultats suggèrent que la technique d'inférence de la taille des axones reposant sur un modèle analytique de la réponse IRM d'un axone au processus de diffusion est applicable aux données d'IRMd acquises avec des scanners IRM standards. / Diffusion magnetic resonance imaging (dMRI) has made a significant breakthrough in neurological disorders and brain research thanks to its exquisite sensitivity to tissue cytoarchitecture. However, as the water diffusion process in neuronal tissues is a complex biophysical phenomena at molecular scale, it is difficult to infer tissue microscopic characteristics on a voxel scale from dMRI data. The major methodological contribution of this thesis is the development of an integrated and generic Monte Carlo simulation framework, ‘Diffusion Microscopist Simulator' (DMS), which has the capacity to create 3D biological tissue models of various shapes and properties, as well as to synthesize dMRI data for a large variety of MRI methods, pulse sequence design and parameters. DMS aims at bridging the gap between the elementary diffusion processes occurring at a micrometric scale and the resulting diffusion signal measured at millimetric scale, providing better insights into the features observed in dMRI, as well as offering ground-truth information for optimization and validation of dMRI acquisition protocols for different applications.We have verified the performance and validity of DMS through various benchmark experiments, and applied to address particular research topics in dMRI. Based on DMS, there are two major application contributions in this thesis. First, we use DMS to investigate the impact of finite diffusion gradient pulse duration (delta) on fibre orientation estimation in dMRI. We propose that current practice of using long delta, which is enforced by the hardware limitation of clinical MRI scanners, is actually beneficial for mapping fibre orientations, even though it violates the underlying assumption made in q-space theory. Second, we employ DMS to investigate the feasibility of estimating axon radius using a clinical MRI system. The results suggest that the algorithm for mapping the direct microstructures is applicable to dMRI data acquired from standard MRI scanners.

Le tissu adipeux est traditionnellement décrit comme étant constitué de lobules : des entités de formes ovoïdales composées de cellules et de vaisseaux et faiblement connectées entre elles.Récemment, il a été montré qu’un potentiel métabolique spécifique (le browning) co-localise avec cette organisation en lobules au sein d’un même tissu. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons à décrire plus précisément l’organisation structurelle et fonctionnelle du tissu adipeux selon plusieurs aspects. Dans un premier temps, on s’attache à segmenter les lobules du tissu adipeux en utilisant une méthode de traitement d’image originale. Nous mettons en évidence une organisation 3D complexe et suivant plusieurs échelles. En particulier, il semble que le potentiel de browning soit également lié à une organisation structurelle particulière en clusters de lobules. Dans un second temps, à partir d’imagerie 3D, nous reconstruisons le réseau vasculaire entier du tissu adipeux et réalisons une simulation d’écoulements sanguins micro-vasculaires. Plusieurs hétérogénéités structurelles et fonctionnelles sont alors mises en valeurs à l’aide d’une analyse en communautés qui composent le tissu adipeux (par algorithme de clustering). Ces résultats confirment l’existence d’une zone centrale fortement vascularisée et qui se démarque également comme étant le lieu d’une perfusion sanguine d’intensité différente. Dans une dernière partie, nous abordons la question de transferts thermiques entre vaisseaux sanguins suivant des géométries simples mais pertinentes. Nous réalisons une étude systématique des paramètres adimensionnels clés du problème et mettons en évidence un invariant des échanges de chaleur : un optimum à faible nombre de Péclet (convection de même ordre que la diffusion). Nous introduisons également une méthode de calibration de paramètres effectifs dans le contexte des modèles homogénéisés de température à travers des tissus vascularisés. / Adipose tissue is traditionally described as consisting of lobules: ovoid-shaped entities composed of cells and vessels and weakly connected to each other. Recently, it has been shown that a specific metabolic potential (browning) colocalize with this organization in lobules within the same tissue. In this thesis work, we are interested in describing more precisely the structural and functional organization of adipose tissue from several aspects. We first perform a segmentation of adipose tissue lobules using an original image processing method. We highlight a complex 3D organization and relevant on several scales. In particular, it seems that browning potential is also linked to a particular structural organisation in clusters of lobules. In a second step, using 3D imaging, we reconstruct the entire vascular network of adipose tissue and simulate micro-vascular blood flow. Several structural and functional heterogeneities are then highlighted using an analysis in communities among adipose tissue (by clustering algorithm). These results confirm the existence of a highly vascularized central area that also stands out as the site of a more marked blood perfusion. In a last part, we approach the question of heat transfers between blood vessels following simple but relevant geometries. We carry out a systematic study of the key dimensionless parameters of the problem and highlight an invariant of heat exchanges: an optimum at low Péclet number (convection of the same order as diffusion). We also introduce a method of calibrating effective parameters in the context of homogenized temperature models across vascularized tissues.

Le ranelate de strontium (RS) est un traitement anti-ostéoporotique agissant sur la formation osseuse via les ostéoblastes et la résorption osseuse via les ostéoclastes grâce au Calcium Sensing Receptor (CaSR). L’activité physique (EXE) est bien connue pour améliorer les propriétés osseuses. Dans ce travail, nous avons étudié ① l’effet de différentes activités physiques (tapis roulant et impact). Nous avons observé que 10 impacts par jour pendant 8 semaines à 45cm de hauteur ont eu des effets bénéfiques sur l’os (paramètres de microarchitecture et biomécanique, marqueurs du remodelage). ② L’étude du RS et de l’EXE sur l’os de rate ovariectomisée a montré que le RS a des effets comparables à l’EXE et que le RS+EXE ont des effets cumulatifs sur l’os (paramètres de microarchitecture et biomécanique, marqueurs du remodelage). ③ Enfin, une étude in vivo sur des MLO-Y4 a montré la présence des CaSR sur la membrane des ostéocytes et leur nombre est modulé en fonction de la concentration en RS. De plus, le RS a un effet sur la différenciation des CSM lors d’une différenciation ostéogénique en favorisant la différenciation ostéocytaire et elle est modulée par la concentration en RS. En conclusion, ce travail a démontré l’importance d’une pratique d’un exercice physique et du traitement du RS contre l’ostéoporose : maintien de la balance du remodelage osseux du côté de la formation. L’effet cumulatif du RS+EXE s’explique par le fait que le RS agit sur les ostéoblastes, ostéocytes et ostéoclastes via les CaSR et l’EXE sur les mécanorécepteurs des ostéocytes. / Strontium ranelate (SR) is an anti-osteoroporotic treatment acting on bone formation via osteoblasts and bone resorption via osteoclasts thanks to Calcium Sensing Receptor (CaSR). Physical activity is well known to improve bone properties. In this work, we studied ① different physical acticities (treadmill and impact). We observed that 10 impacts per day during 8 weeks from 45cm of height had beneficial effects on bone (microarchitecture and biomechanical parameters, bone remodeling markers). ② The study of SR and EXE effects on bone ovariectomized rats showed that RS had similar effects to EXE and SR+EXE had cumulative effects on bone (microarchitecture and biomechanical parameters, bone remodeling markers). ③ Finally, an in vivo study on MLO-Y4 showed CaSR presence on osteocyte with their number depending on SR concentration. Moreover, RS had positive effects on CSM differentiation in favor of osteocyte differentiation and it is modulated by SR concentration. In conclusion, this work has demonstrated the importance of taking physical exercise as well as SR treatment for osteoporosis: maintaining the bone remodeling in favor of bone formation. The cumulative effect of SR+EXE is explained by the fact the SR acts on osteoblasts, osteocytes and osteoclasts via CaSR and the EXE on osteocyte mechanoreceptors.

Longtemps décrit comme un simple tissu de réserve énergétique, le tissu adipeux blanc est, depuis l’identification de la leptine en 1994, considéré comme un véritable organe endocrine. En effet, ce tissu secrète de nombreuses hormones et cytokines agissant de manière paracrine et endocrine pour contrôler le métabolisme énergétique. Par ailleurs, en plus des préadipocytes et des adipocytes, le tissu adipeux blanc contient également des cellules immunes innées et adaptatives ; lui conférant ainsi un rôle important dans le développement et le contrôle de l’immunité. Cependant, le rôle joué par le tissu adipeux blanc dans les infections - notamment pulmonaires - reste encore peu étudié. C’est dans ce cadre général que s’est inscrit ce travail de Thèse. La susceptibilité accrue des individus obèses (expansion du tissu adipeux blanc) à l’infection par le virus de la grippe (influenza) est largement étayée dans la littérature. Nous avons évalué l’impact de l’infection par le virus influenza sur le tissu adipeux blanc, chez des souris minces et des souris obèses. Nos résultats montrent que, de manière inattendue, le virus est détecté dans les tissus adipeux, sous-cutané (inguinal) et viscéral (périgonadique), de souris infectées par voie intra-nasale (détection du génome viral par RT-qPCR). La présence de virus dans le tissu adipeux est associée à l’augmentation de la sécrétion de cytokines pro- et anti-inflammatoires, à la diminution de l’expression de gènes impliqués dans la lipolyse et la lipogénèse, et à l’augmentation de l’expression des gènes impliqués dans l’induction d’une réponse immune anti-virale. De manière intéressante, l’infection par le virus influenza est associée au brunissement du tissu adipeux sous-cutané chez les souris minces. Chez les souris obèses, l’infection par le virus de la grippe n’induit pas l’effet dépôt spécifique observé chez la souris mince et ne montre pas de brûnissement au niveau du tissu adipeux sous-cutané 7 jours p.i. In vitro, nous montrons que le virus influenza peut infecter les préadipocytes et les adipocytes (lignée murine et cellules primaires humaines). Cependant, alors que le virus effectue la totalité de son cycle dans l’adipocyte, le préadipocyte libère très peu, voire pas, de nouveaux virions infectieux (PCR, transcriptomique, technique de plages de lyse, microscopie confocale et électronique). Ainsi nos résultats, très originaux, identifient le tissu adipeux blanc comme un nouveau tissu cible de l’infection par le virus de la grippe, in vivo. Au sein de ce tissu, les préadipocytes et les adipocytes sont potentiellement infectés par le virus, comme le montrent nos données in vitro, les adipocytes seuls permettant la production de nouvelles particules infectieuses.Contrairement à l’infection grippale, les données épidémiologiques et/ou expérimentales concernant la susceptibilité des obèses à l’infection par la bactérie Streptococcus pneumoniae sont contradictoires, du fait de l’utilisation de différents modèles d’obésité d’origine génétique et de sérotypes de pneumocoques. Dans ce projet, nous avons utilisé un modèle d’obésité d’origine nutritionnelle ; le modèle de souris nourries par un régime enrichi en lipides. Nous montrons que les souris obèses infectées (sérotype Sp1) développent un syndrome de type méningite, mortel, tandis que les souris minces contrôlent l’infection. Si les réponses pulmonaires à l’infection sont comparables entre les souris minces et obèses (dénombrement des colonies bactériennes, histologie, PCR, ELISA, cytométrie en flux), le nombre de bactéries dans le cerveau est significativement plus élevé chez les souris obèses, associé à une altération de la perméabilité de la barrière hématoencéphalique [...] / Since the identification of leptin in 1994, the white adipose tissue (WAT) is no longer considered to solely be an inert tissue storing fat. As an endocrine organ, the adipose tissue synthesizes and secretes several hormones and cytokines involved in the control of whole-body metabolism. In addition, besides preadipocytes and adipocytes, WAT also contains innate and adaptive immune cells; thereby contributing to the development and control of immunity. However, the role played by the adipose tissue during infections - notably during pulmonary infections, such as those resulting from influenza virus or Streptococcus pneumoniae infections - has barely been investigated. This defines the general scope of this work. Epidemiological and experimental data convincingly report that obese individuals are more susceptible to influenza infection. During this project, we therefore questioned whether influenza infection may impact on adipose tissues, both subcutaneous (inguinal, SCAT) and visceral (perigonadal, EWAT) depots, in lean and high-fat diet-induced obese mice. We unexpectedly showed that influenza virus is detected in SCAT and EWAT (quantification of the viral genome by RtqPCR) and that this was associated with drastic changes in the tissue such as: increased secretion of pro- and anti-inflammatory cytokines, decreased expression of genes involved in lipogenesis and lipolysis, as well as increased expression of genes related to the induction of anti-viral immunity. Interestingly enough, influenza infection was associated with the development of brown-like adipocytes in the SCAT, only in lean animals. Moreover, we demonstrated in vitro that preadipocytes and adipocytes (murine cell-line and human primary cells) are permissive to infection, yet with different outcomes. Indeed, only adipocytes allowed the release of new infectious particles (RtqPCR, transcriptomics, quantification of infectious particules on MDCK cells, confocal and transmission electron microscopy). Altogether, our findings revealed, for the first time, that the white adipose tissue, an organ at the crossroads of metabolism and immunity, is deeply affected by influenza infection and might thus be undervalued in influenza pathophysiology.In opposite to influenza infection, the impact of obesity on the outcome of Streptococcus pneumoniae (S.p.) infection remains uncertain, due to the different models (genetically-based obesity, and bacterial strains) used. During this work, we investigated S. pneumoniae (Sp1 strain, sublethal dose) infection in lean and high-fat diet-induced obese mice. We showed that obese mice died from sublethal S. pneumoniae infection, compared to lean animals. The increased mortality induced by infection did not result from impaired pulmonary response but rather from the development of a meningitis-like syndrom likely resulting from an increased bacterial dissemination through the bloodbrain barrier into the brain. We propose that the model of dietary obesity induced by consumption of fat-enriched diet, may be envisaged as a novel and valuable experimental model of memingitis to study Streptococcus pneumoniae travel through the blood-brain barrier and the subsequent immune consequences.

Le tissu adipeux, longtemps considéré comme réservoir énergétique et tissu de soutien mécanique a été promu au rang d'organe endocrine car sécréteur d'hormones. Il est utilisé depuis une trentaine d'année en chirurgie plastique cosmétique et réparatrice comme agent de comblement dans le cadre de lipoatrophie, de reconstruction mammaire ou de liftings. Ses effets régénérateurs observés sont attribués à la présence de cellules souches mésenchymateuses (CSM), les ASC (adipose-derived stem/stromal cells) assimilables aux CSM de la moelle osseuse. Leur auto renouvèlement et multipotentialité sont exploités en médecine régénérative. Nous nous sommes intéressés à la cicatrisation des plaies difficiles. Le premier article porte sur la sélection de différents dispositifs de prélèvement et d'extraction des ASC humaines à partir de lipoaspirat. Par rapport à la méthode de référence et quel que soit le dispositif, les cellules extraites ne montrent pas de résultats significativement différents en terme de rendement d'extraction et viabilité cellulaire, de capacité proliférative (clonogénicité, doublement de population et temps de doublement), de phénotype (marqueurs CD90, CD73, HLA-ABC CD45, CD14 et HLA-DR par cytométrie en flux), de stabilité génétique (caryotype et expression du gène codant pour hTERT) et de multipotentialité (différenciation adipo-, ostéo- et chondrogénique). Dans nos mains, le dispositif GID-SVF1 s'est montré le plus pratique tant au niveau du prélèvement que de son utilisation. Le second article démontre biocompatibilité et la biodisponibilité du produit fini (ASC dans acide hyaluronique) in vitro et sa tolérance chez la souris nude. Le troisième article confirme sa tolérance et établit son efficacité chez la souris nude sur de large plaie excisionnelle utilisant le modèle de Galiano. En effet, la cicatrisation complète est plus rapide pour les souris traitées avec les ASC (14 jours contre 21 jours pour les souris non traitées, p<0.001) avec une meilleure vascularisation du tissu cicatriciel (immunomarquage CD31, iontophorèse couplée au laser Doppler). Ce travail complète les prérequis aux essais cliniques en validant le prélèvement grâce à des dispositifs permettant la digestion des lipoaspirats et l'obtention de la SVF. L'amélioration significative de la cicatrisation dans notre modèle de plaie valide non seulement l'efficacité des ASC mais aussi leur véhicule / Adipose tissue, for a while considered as an energy reservoir and a mechanical support tissue, is nowadays recognized as an endocrine organ. It is used for more than thirty years in cosmetic and reconstructive plastic surgery as filler for lipodystrophy, breast reconstruction or lifting. Its regenerative potential is attributed to mesenchymal stem cells (MSC), the so-called ASC (Adipose-derived stem/stromal cells) similar to MSC from bone marrow. Their self-renewing capacity and their multupotency are exploited in regenerative medicine. We are interested in chronic wound healing. The first article deals with several devices for the harvesting of fat and the isolation of human ASC from lipoaspirates. When compared to the reference method and whatever the device, the extracted cells do not show any statistical differences in terms of cell yield and viability, proliferative capacity (clonogenicity, population doubling and doubling time), phenotype (CD90, CD73, HLA-ABC CD45, CD14 et HLA-DR using flow cytometry), genetic stability (karyotype and hTERT gene expression) and multipotentiality (adipo-, osteo- et chondrogenic differentiation). In our hands, GID SVF-1TM device was the most easy to handle for the harvest and also for its use. The second article demonstrates the biocompatibility and bioavailability of our final product (ASC in hyaluronic acid) in vitro and its tolerance in nude mice. The third article reinforces its tolerance and establishes its effectiveness in nude mice on large excisional wounds using Galiano model. Indeed, complete wound healing is more rapid in ASC-treated mice (14 days versus 21 days in untreated mice, p<0.001) with a better healed tissue vascularization (CD31 immunostaining, Dopplercoupled iontophoresis). This work fulfills the requirements for clinical trials in validating the harvest of lipoaspirate using devices that allow fat digestion and SVF extraction. The significant improvement of wound healing in our model validates not only ASC effectiveness but also their vehicle

Dans ce travail, nous avons décrit mathématiquement les tissus double et triple couches en s’appuyant sur un ensemble des matrices binaires et des équations mathématiques et développé des modules mathématiques programmables, pour générer : 1- Un double tissu lié par chaînes de liage supplémentaire ; 2- Un triple tissu lié par les chaînes de la couche intermédiaires. Ces deux modules mathématiques ont a été vérifiés par un logiciel développé spécifiquement à l’aide de « Visual Basic ». Les deux tissus sont générés automatiquement avec tous les points de liage éventuels. Puis nous avons développé un troisième module mathématique programmé par « Visual Basic » pour classer les points de liage générés. Ce classement se fonde sur la définition de deux termes : l’armure de liage et le taux de liage. Ce module a été vérifié sur un tissu triple couches lié par les chaînes de la couche intermédiaire, dont tous les armures de liage ont été générésautomatiquement par le logiciel développé. Par ailleurs, nous avons développé une procédure pour regrouper les armures de liage suivant la répartition des points de liage dans l’armure du tissu. Pour ce but, nous avons appliqué deux méthodes : la méthode du moment d’inertie des points de liage autour du centre du tissu, tandis que la deuxième méthode est la méthode du plus proche voisin où nous avons calculé l’indice de dispersion des points de liage dans l’armure. L’un des objectifs de ce travail est de comprendre l’action des paramètres de l’étoffe (distribution des points de liage ou armure de liage, armures de différentes couches et le duitage) sur les propriétés mécaniques et physiques d’un tissu triple couche à double liage. Pour cela, nous avons choisi trois tissus, dont l’armure de la couche intermédiaire est variée entre toile, sergé, et cannelé. À l’aide du logiciel créé, nous avons généré les différentes possibilités de liage (armures de liage). Nous avons fixé la densité de liage à (25%), puis nous avons choisi 3 armures de liage ayant une répartition différente. Trois duitages (16, 20, et 24 duites/cm) ont été choisi pour réaliser les tissus. À l’aide de la méthode des plans d’expériences, nous avons limité le nombre de tissus à 9 tissus différents. 15 propriétés ont été évaluées à savoir : l'embuvage, le retrait, la masse surfacique, la perméabilité, la rigidité de cisaillement, la compression: (l'énergie de compression, la résilience, la compressibilité, l’épaisseur), la flexion: (la rigidité de flexion, le module d'Yong), la traction: (laforce de rupture, l'allongement maximal, l'énergie de rupture, le module d'Young). Les résultats des tests ont été analysés par analyse de variance et analyse en composantes principales (ACP) à l'aide du logiciel JMP, afin de calculer l’influence de chaque paramètre sur les propriétés physiques et mécaniques, et d'estimer les coefficients du modèle statistique qui nouspermet d’obtenir les propriétés théoriques des tissus que nous n’avons pas testé. Nous avons constaté que le liage est le paramètre qui a le moins d’influence sur les propriétés des tissus. / Ln this work, we described mathematically the double and triple layers fabrics based on a set of binary matrices and mathematical equations. Mathematical modules developed and programmed by Visual Basic to generate: 1- A double layers fabric stitched by additional warps ; 2- A triple layer fabric stitched by the intermediate layer warps. Both fabrics are automatically generated with all the stitches possible. Then we developed a third mathematical module, programmed by "Visual Basic" to classify all stitches generated. ln addition, we developed a procedure to regroup the stitching weaves according to the distribution of stitches in the weave. For this purpose, we applied two methods : the moment of inertia of stitches around the center of the fabric, and the method of the nearest neighbor. Then, using the developed softwares and the method of design of experiments, we studied the effect of the following parameters (distribution of stitches, the stitching weaves and the weft density) on the mechanical and physical properties of triple layers fabric. Finally, the test results were analyzed by using the JMP software to calculate the influence of each parameter on the physical and mechanical properties, and estimate the coefficients of the statistical model which allows us to obtain the theoretical properties of fabrics we have not tested, We found that the stitches distribution is the parameter that has the least influence on the properties of fabrics.

L’industrie aéronautique travaille sur l’amélioration des systèmes propulsifs parl’introduction de composites dans la fabrication des aubes de soufflante afin d’alléger lastructure et ainsi de réduire la consommation en carburant des avions. Ces pièces réaliséesen tissage 3D présentent généralement des irrégularités de surface. Une manière d’optimisercet aspect est d’ajouter un pli additionnel de surface : nos travaux de thèse portent sur ledéveloppement de ce pli sous la forme d’un renfort « Non Crimp Fabric » (NCF) biaxial extrafinen fibre de carbone de module intermédiaire (IM), inférieur à 100 g/m², régulier et ayant unebonne déformabilité. Lors de nos travaux de thèse, nous avons utilisé la méthode des plans d’expériencepour améliorer la technologie d’étalement afin de répondre aux exigences demandées. Nousavons pu définir la configuration optimale d’étalement permettant d’atteindre la cible d’un pliinférieur à 50 g/m² en fibre de carbone IM. Pour réaliser un NCF extra-fin, après étalement,les plis sont assemblés par couture afin d’assurer la tenue du renfort. La combinaison decouture choisie (armure, tension, longueur, jauge …) conditionne l’aspect du NCF et sacapacité à être manipulée et déformée. Nous avons donc optimisé les paramètres de coutureafin d’obtenir les propriétés souhaitées. Après avoir optimisé l’étalement des fibres et l’assemblage des plis, nous avons réalisé et caractérisé les renforts NCF extra-fins pour valider leurs propriétés. Nous sommesfinalement parvenus à mettre au point un renfort NCF en fibre de carbone IM, inférieur à50 g/m² par pli ayant un taux de couverture supérieur à 98 % et une bonne capacité à sedéformer. / Aircraft manufacturers are working on the improvement of their engines bymanufacturing fan blades with advanced composite materials to reduce fuel consumption.However, fan blades are made from 3D woven fabrics which often have surface irregularities.It can be minimized by an additional thin layer on the surface : our thesis work is focused onthe development of a new textile structure based on ultra-thin biaxial “Non Crimp Fabric” (NCF)technology. This spread NCF made from intermediate modulus (IM) carbon fibers must belighter than 100 gsm, regular and deformable.During our thesis work, we used Design of Experiments (DOE) methodology to improvethe spreading technology used by Chomarat to make ultra-light NCF materials and meet theestablished requirements. We were able to reach the ultra-thin ply target of less than 50 gsmper ply. After optimizing the spreading process these thin ply tapes are stitched together tocreate NCF. Stability, visual aspect, handling and deformability are dependent on the stitchingsettings (stitching pattern, tension, length, gauge, etc.). Therefore we optimized the stitchingparameters to get the desired properties.After the spreading and stitching process had been optimized, the NCF weremanufactured and tested to validate the desired properties had been achieved. The testingconfirmed that we were able to develop a new carbon fiber NCF that was less than 50 gsm perply, had a coverage rate of higher than 98 % and had good deformability characteristics.

Ce travail a pour objectif de caractériser et analyser le bruit de frottement des étoffes textiles généré lors de l’activité d’un individu (marche et course). Le présent travail apporte une contribution pour la caractérisation physique du bruit de frottement grâce à des paramètres physiques du son (bruit) et grâce à une nouvelle méthode de traitement du signal sonore des étoffes textiles, la transformée en S (transformée de Stokwell). L’évaluation sensorielle du bruit a été menée grâce à des panélistes entraînés en appliquant la méthode d’Analyse Descriptive Quantitative. Dans ce cadre, l’influence de l’armure d’étoffes en coton écru sur les propriétés sonores a été analysée. La corrélation entre les paramètres mécaniques des tissus qui décrivent l’état de surface et la compression de l’étoffe (mesurés par la chaîne de mesure Kawabata Evaluation System) et le niveau sonore global du bruit de frottement a été effectuée. Une corrélation entre le niveau sonore et les descripteurs sensoriels a été également menée. Le bruit d’une veste d’homme, confectionnée en deux types de prototypes présentant des variantes de manches, a été analysé en situation réelle, dans une chambre anéchoïque.Selon le traitement des signaux sonores, l’armure sergé 3 est la plus bruyante avec un niveau sonore, une amplitude du maximum les plus importants, pour les deux vitesse de frottement (marche et course), et une fréquence de maximum se trouvant dans la zone fréquentielle pour laquelle l’oreille humaine est la plus sensible. L’armure satin 4 est la plus ‘furtive’ avec un niveau sonore, une amplitude du maximum la moins importante et une fréquence correspondant importante et moins perceptible. Les résultats obtenus par l'analyse sensorielle sont cohérents avec les résultats obtenus en terme instrumental. Les panélistes qui participent à l'évaluation du bruit de frottement des étoffes textile ont perçu le bruit du satin 4 comme le bruit le plus sourd et le plus homogène, alors que le bruit du sergé 3 a été perçu comme le bruit le plus énergique et le plus disharmonique. Les modèles établis expriment que le niveau sonore augmente en fonction de la rugosité de surface et diminue en fonction de la résilience et de l'énergie de compression. Ainsi, plus que le niveau sonore est important, plus que le bruit est perçu plus polyphonique et plus grattant. Les bruits générés par le frottement de la veste avec les deux types de manche sont similaires en termes instrumental et sensoriel. / This work aims to characterize and analyze the frictional noise of textile materials generated during the activity of a subject (walking and running). This work contributes to the physical characterization of frictional noise characterized by physical parameters of sound (noise) and thanks to a new method of treatment of the acoustic signal, Stokwell-transform. Sensory evaluation of frictional noise was conducted by trained panelists using the Quantitative Descriptive Analysis method. In this context, the influence of the weave patterns of raw cotton fabrics on sound properties was analyzed. Correlations between the mechanical parameters of the fabric which describe the surface and the compressional proprieties of fabrics (measured by the Kawabata Evaluation System) and the sound level of the frictional noise were conducted. Correlations between the noise level and sensory descriptors were also conducted. The sounds of a man's jacket, fabricated in two types of prototypes with sleeves variants were analyzed in situation case, in an anechoic room. According to the treatment of acoustic signal, the twill 3 weave pattern is the noisiest one with a most important level sound and highest amplitude for the two types of movement (walking and running). The satin 4 weave pattern, which is the less noisy, presents a sound level and its highest amplitude is the less important. The frequency of highest amplitude is less important for twill 3 than satin 4. The results obtained by sensory analysis are coherent with the results obtained by instrumental characterization. The subjects participating to sensory evaluation of frictional noise of these fabrics perceived that the noise of satin 4 as the most muffled and most homogeneous noise, while the noise of twill 3 was perceived as the most dynamic and the most disharmonic one. Proposed models express that the sound level increases with the surface roughness and decreases with the resilience and the compression energy. The more sound level is important, the more the noise is perceived as polyphonic and scratching. The noise generated by the friction of the jacket with the two types of sleeves is similar whatever the evaluation.

Cette thèse analyse les modalités contemporaines de production des lotissements résidentiels en France ainsi que la qualité morphologique des espaces urbains produits dans ce cadre opérationnel. Elle interroge le paradoxe entre la critique presque unanime dont font l’objet les lotissements d’une part et l’observation d’opérations de lotissement exemplaires d’autre part. Elle explore les conditions selon lesquelles ce mode opératoire est en capacité de fabriquer des espaces urbains de qualité au niveau de leur forme physique. Les lotissements sont appréhendés selon une double entrée : en tant qu’espaces matériels, c’est la qualité de leur tissu qui est étudiée ; en tant que processus d’action, c’est le fonctionnement des systèmes d’action collective qui les composent qui est analysé. D’un point de vue théorique, le travail mobilise les outils de la sociologie des organisations en croisant les apports de l’analyse stratégique avec ceux de l’économie des ordres de grandeur. L’appréhension de la matérialité des lotissements s’appuie sur l’approche par trames développée autour de la notion de tissu urbain par l’école française de morphologie urbaine. La thèse repose sur l’analyse qualitative et comparative de quatre opérations-études de cas situées dans l’agglomération lyonnaise. Elle montre tout d’abord qu’il n’y a pas de fatalité morphologique. L’analyse du tissu des quatre lotissements prouve ainsi que ce mode opératoire n’est pas condamné à fabriquer des espaces urbains médiocres. Cette démonstration est issue d’un travail préalable de conceptualisation de la notion de qualité morphologique, envisagée comme une convention sociale. L’analyse de l’évolution du droit de lotir, dans le cadre plus global des changements réglementaires en matière d’urbanisme et d’aménagement en France, montre ensuite que l’injonction réglementaire au développement urbain durable impacte au moins indirectement le lotissement dans le sens de sa qualification. Les changements législatifs récents ont en effet conduit à l’instauration d’un contexte d’action qui pousse les maîtres d’ouvrage à une plus grande réflexion en termes de localisation des opérations, et sans doute aussi à une plus grande densité bâtie. Seulement le droit n’explique pas tout. Les arbitrages en matière de morphologie s’opèrent ainsi à trois moments clés : lors de la définition du droit des sols, au moment de la délivrance des autorisations d’urbanisme et lors de la conception et de la programmation des opérations. L’analyse révèle alors que l’acteur communal possède potentiellement une grande force de régulation de la forme urbaine. La planification locale a ainsi un impact significatif sur le tissu des opérations, même si l’expérience montre que c’est le plus souvent dans un sens négatif. Dans l’interaction avec les acteurs privés, que ce soient les lotisseurs et leurs concepteurs ou les habitants-maîtres d’ouvrage et leur constructeur, la commune dispose de multiples ressources pour influencer les projets dans le sens de leur qualification. La thèse montre à ce propos le rôle central des institutions partenaires dans ce rapport de pouvoir, notamment pour les plus petites communes. À ces différents moments, l’aptitude qualifiante de la régulation publique dépend d’une variable essentielle : l’engagement politique des acteurs. La qualité des lotissements est enfin conditionnée par un deuxième élément : la responsabilité morphologique dont se sentent ou non investis les lotisseurs. Ces derniers conservent en effet une certaine marge de manœuvre en matière morphologique. Leur comportement en termes de conception est donc lui aussi déterminant pour la qualité du tissu des lotissements. / This thesis analyses the contemporary modalities of the production of residential allotments (lotissements) in France, as well as the morphological quality of urban spaces produced in this operational framework. It questions the paradox between the almost unanimous criticism directed at these residential developments, on the one hand, and the observation of exemplary developmentoperations on the other hand. It explores the conditions under which this modus operandi can produce urban spaces with morphological qualities. The residential allotments are considered from a dual perspective: as a material space, by studying the quality of the urban fabric; and as a process, by analysing the functioning of the collective action systems composing it.From a theoretical perspective, this work makes use organisational sociology tools (sociologie des organisations) by crossing of the Strategic Analysis inputs (Crozier and Friedberg) with those of the Economies of Worth (Boltanski and Thévenot). The understanding of the development’s materiality draws on the “frames” approach (approche par trames) developed around the notion of urban fabric by the French school of urban morphology. The thesis relies on qualitative and comparative analysis of four case studies located in urban agglomeration of Lyon.Firstly, it shows that there is no morphological fatality. The fabric analysis of these four projects proves that this modus operandi is not doomed to produce mediocre urban spaces. This demonstration draws on a prior conceptualisation of the notion of morphological quality, considered as a social convention.The analysis of subdivision laws (droit de lotir), in the broader context of regulatory changes in the field of urbanism and town planning in France, then shows that the impact of sustainable development regulations is, at least indirectly, to increase the quality of the residential allotment. Legal changes have indeed created a context that encourages a stronger reflection on development location by the project manager (maître d’ouvrage) and probably also a greater building density.Nevertheless, laws cannot provide a full explanation. The decisions regarding morphology are made at three key moments: when the planning laws (droit des sols) are defined, when the planning approvals (autorisations d’urbanisme) are delivered and when developments are designed and programmed. The analysis so reveals that the municipal stakeholder potentially holds an important power over the regulation of the urban form. Local planning therefore has a significant impact on the developments’ fabric, although experience shows that this impact is most often negative. In the interaction with private stakeholders, whether they are the developers (lotisseurs) and their designers (concepteurs), or the inhabitants-project managers (habitants-maître d’ouvrage) and their builder (constructeurs), the municipality has many resources at his disposal to influence the projects quality. In this respect, this thesis highlights the central role that partner institutions play in this power relation, particularly for smaller municipalities. At these different moments, the aptitude of public regulation for improving quality depends on one essential variable: the political commitment of the stakeholders. Finally, the quality of the residential allotments also depends on a further element; whether or not the developers have a sense of morphological responsibility. Developers indeed maintain a room for manoeuver regarding morphology. Their behaviour at the conception level is consequently also decisive for the quality of the developments’ fabric.