En raison du vieillissement de la population, la maladie d’Alzheimer (MA) est devenue un problème majeur en santé public. Le dosage des biomarqueurs présents dans le liquide céphalorachidien (Ab 1-42, tau et hepcidine) étant de bons indicateurs précoces de l’apparition et de l’évolution de la MA, il paraît essentiel de disposer de mesures fiables. Etablir la traçabilité métrologique des résultats aux unités du système international par le biais de méthodes de référence primaires ou de matériaux de référence certifiés d’ordre supérieur est un moyen privilégié pour évaluer et améliorer la fiabilité et la comparabilité des résultats dans le temps et entre les laboratoires. Des méthodes de dosages par LC-MS/MS pour ces trois biomarqueurs ont été développées et validées. Pour le dosage de l’hepcidine, la pureté de l’étalon peptidique a fait l’objet d’une caractérisation approfondie par spectrométrie de masse haute résolution qui permettra de standardiser les dosages de routine à l’échelle internationale.Mots clés : Peptides b amyloïdes, Protéine tau, Hepcidine, Biomarqueurs, Protéomique Clinique, Traçabilité métrologique, Spectrométrie de masse / Due to the aging of population, Alzheimer’s disease (AD), is becoming a major public health concern. Measurement of biomarkers (Amyloid Beta, tau and hepcidin) in cerebrospinal fluid being early diagnostic indicators of AD, reliable measurements are needed to detect and quantify them accurately. Establishing metrological traceability of results to the International System of Units through primary reference methods or higher-order certified reference materials is a privileged mean to assess and improve results accuracy and comparability across laboratories. Assays for these three biomarkers were set up and validated by LC-MS/MS. The hepcidin standard was further characterized by high resolution mass spectrometry, paving the road toward standardization at the international scale of results.Key words : b amyloids peptides, Tau protein, Hepcidin, Biomarkers, Clinical proteomic, Metrological traceability, Mass spectrometry

Un des enjeux actuels de la recherche sur les robots parallèles est de concilier grandes capacités dynamiques<br />et bonne précision. Les travaux présentés dans cette thèse contribuent à la résolution de cette<br />problématique. Trois approches ont été considérées : l'étalonnage géométrique à partir de mesures externes,<br />l'utilisation de la redondance métrologique et enfin l'application du principe de mesure dissociée.<br />Tout d'abord, l'étalonnage géométrique classique d'un robot Delta linéaire puis du premier prototype<br />du robot Par4 sont présentés. Cette méthode, bien qu'efficace dans le cas de problèmes quasi-statiques,<br />s'avère insuffisante lorsque des efforts appliqués sur la structure du robot entraînent des déformations de<br />celui-ci. Le cas des robots parallèles à redondance d'actionnement présente ainsi la particularité d'être<br />difficile à étalonner car des contraintes internes peuvent apparaître dans ces mécanismes et déformer<br />leur structure. C'est pourquoi une méthode pour transformer la redondance d'actionnement en redondance<br />cinématique a été proposée. La redondance métrologique a également été étudiée et plusieurs<br />méthodes tirant profit de cette redondance ont été analysées et testées. Enfin, le concept de dissociation<br />entre l'actionnement et la mesure est introduit. Ce concept, novateur en robotique parallèle, repose<br />sur la séparation entre la transmission du mouvement et des efforts et la mesure de l'état du robot. Ce<br />concept a été appliqué sur une machine-outil à architecture parallèle et un prototype a été réalisé. Des<br />lois de commande ont été testées et les résultats en termes d'amélioration de la précision sont présentés.

À l'heure où les nanotechnologies sont en plein essor, la précision des mesures réalisées à l'échelle nanométrique devient un défi essentiel pour améliorer les performances et la qualité des produits intégrant des nano. Pour répondre aux besoins sous-jacents en nanométrologie dimensionnelle, le Laboratoire National de métrologie et d'Essais (LNE) a conçu intégralement un Microscope à Force Atomique métrologique (mAFM). Son objectif principal est d'assurer la traçabilité au mètre défini par le Système International d'unités (SI) pour les mesures à l'échelle nanométrique. Pour cela, le mAFM utilise quatre interféromètres différentiels qui mesurent en temps réel le déplacement relatif de la pointe par rapport à l'échantillon. Cet instrument de référence est destiné à l'étalonnage d'étalons de transfert couramment utilisés en microscopie à champ proche (SPM) et en microscopie électronique à balayage (SEM). Lors de ce processus, une incertitude de mesure est évaluée. Elle détermine un niveau de confiance de l'étalonnage réalisé par le mAFM. Cette incertitude est généralement évaluée grâce à des mesures expérimentales permettant de déterminer l'impact de certaines sources d'erreur qui dégradent les mesures à l'échelle du nanomètre. Pour d'autres sources d'erreur, leur évaluation reste complexe ou expérimentalement impossible. Pour surmonter cette difficulté, le travail de thèse a consisté à mettre en place un modèle numérique de l'instrument nommé " AFM virtuel ". Il permet de prévoir l'incertitude de mesure du mAFM du LNE en ciblant les sources critiques d'erreur grâce à l'utilisation d'outils statistiques tels que la Méthode de Monte Carlo (MCM), les plans de Morris et les indices de Sobol. Le modèle utilise essentiellement la programmation orientée objet afin de prendre en compte un maximum d'interactions parmi les 140 paramètres d'entrée, en intégrant des sources jusqu'ici négligées ou surestimées par manque d'informations. / At present where nanotechnology applications are growing fast and nano products spreading worldwide, measurement accuracy at nanometer scale becomes an essential challenge to improve the performance and the quality of products integrating nano. To meet the specific needs in the field of dimensional nanometrology, LNE (French metrology institute) integrally designed a metrological Atomic Force Microscope (mAFM). Its main objective is to ensure the traceability of nanoscale measurements to the meter as defined by the International System of Units (SI). The mAFM uses four differential interferometers which measure the tip to sample relative position. This instrument will be devoted to the calibration of transfer standards commonly used in scanning probe microscopy (SPM) and scanning electron microscopy (SEM). During this process, a measurement uncertainty is evaluated to determine a confidence level of the calibration realized by the mAFM. This uncertainty is usually evaluated thanks to experimental measurements which determine the impact of some error sources which degrade measurements at the nanoscale. For other components, their evaluation can be more complex and sometimes impossible to estimate experimentally. To overcome this difficulty, the thesis work consisted in the development of a numerical model called "Virtual AFM". It allows producting the measurement uncertainty of the LNE's mAFM and to identify the critical components by using statistic tools such as Monte Carlo Method (MCM), Morris' design and Sobol' indices. The model uses essentially oriented-object programming to take into account a maximum of interactions from about 140 input quantities. It allowed integrating components previously neglected or overestimated due to a lack of information.

En biologie clinique, disposer de mesures fiables et comparables, indépendamment du temps et du laboratoire, est primordial afin de permettre une prise en charge et un suivi adaptés des patients. Le moyen privilégié est d’établir la traçabilité métrologique des résultats de mesure aux unités du système international (SI), notamment par le biais de méthodes de référence et de matériaux de référence certifiés d’ordre supérieur. Ces travaux de thèse se sont attachés à caractériser deux méthodes de référence primaires candidates. Une méthode d’énumération absolue des lipoprotéines par ES-DMA pour l’évaluation du risque cardiovasculaire a été développée et caractérisée. Les résultats obtenus ont mis en évidence certaines limitations instrumentales rendant l’établissement de la traçabilité au SI difficile. Malgré les avantages certains de cette méthode pour l’analyse avancée de lipoprotéines, la fidélité et la robustesse des mesures ne sont pas suffisantes pour la considérer comme méthode de référence primaire. Une méthode de quantification de l’hémoglobine glyquée HbA1c, un biomarqueur du diabète sucré, par LC-MS/MS associée à la dilution isotopique a été mise en place et validée. La traçabilité au SI des résultats de dosage a été établie, toutefois, les incertitudes de mesures demeurent élevées et la comparabilité avec la méthode de référence IFCC reste à évaluer sur un nombre plus significatif d’échantillons et de laboratoires. Pour conclure, ces travaux ont mis en évidence les défis associés à la mise en place de nouvelles chaînes de traçabilité ainsi que les problématiques liées au développement de méthodes de référence primaires pour le dosage de biomarqueurs complexes. / Ensuring reliability and between-laboratory comparability of in-vitro diagnostic test results is essential for appropriate and internationally harmonized decision making and patient follow-up. To this end, a privileged way is to establish results metrological traceability to the international system of units (SI) through the development of primary reference methods and higher order reference materials. This thesis aimed at characterizing two candidate primary reference procedures.A method for lipoprotein absolute quantification by ES-DMA for cardiovascular diseases risk assessment was developed and characterized. Results evidenced some advantages of this method compared to other advanced lipoprotein testing assays, but some instrumental weaknesses make the establishment of results traceability to the SI difficult in the current state-of-the-art. Precision and robustness are additionally not sufficient for this method to be considered as a primary reference method.A method for the quantification of glycated hemoglobin HbA1c, a biomarker of diabetes mellitus, by LC/MS/MS associated to isotopic dilution was implemented and validated. Results traceability to the SI units could successfully be established. However, measurement uncertainties remain large and comparability with the IFCC reference method is still to be further assessed on a significant number of samples and laboratories.To conclude, this study highlighted the challenges associated with the implementation of new traceability chains and the difficulties related to the development and characterization of primary reference procedures for the quantification of complex biological markers.

En biologie clinique, il est indispensable de disposer de mesures fiables et comparables dans le temps et entre les laboratoires afin de permettre un dépistage et un suivi appropriés des patients. Pour cela, il est indispensable d’établir leur traçabilité métrologique aux unités du système international notamment par des méthodes de référence primaires ou des matériaux de référence certifiés (MRC) d’ordre supérieur. Ces travaux de thèse ont consisté à développer et valider des méthodes de référence pour le cholestérol total, les triglycérides, le HDL-cholestérol et le LDL-cholestérol. Leur valeur ajoutée par rapport à une valeur consensuelle a été démontrée lors d’évaluations externes de la qualité. Elles ont également permis de certifier un MRC qui pourra être utilisé pour le contrôle qualité et/ou l’étalonnage des méthodes de routine. Nous avons montré que le MRC était commutable pour la plupart des méthodes de routine pour les différents biomarqueurs, ce qui a permis de l’utiliser pour évaluer leur justesse. Les méthodes de routine avaient généralement tendance à sous-estimer la concentration en triglycérides (en particulier aux valeurs basses) et à surestimer nettement la concentration de cholestérol total et de LDL-cholestérol (en particulier aux concentrations proches du seuil de décision clinique), ce qui se traduit par une augmentation du nombre de faux-positifs (patients traités à tort). Une approche de correction de non commutabilité a également été proposée afin de permettre l’utilisation de matériaux non commutables pour évaluer la justesse. Pour conclure, ces travaux ont démontré l’importance de disposer de méthodes de référence ainsi que de MRC commutables / Reliable measurements in medical biology are essential for early screening and appropriate follow-up of patients. Ensuring metrological traceability of clinical measurements to higher order reference methods or certified reference materials enables to obtain comparable results over time and between different laboratories that could use different methods to quantify the same biomarker.In this study, reference methods were developed and validated for lipid profile biomarkers (total cholesterol, triglycerides, HDL-C, and LDL-C). Their value added in proficiency testing schemes was demonstrated against consensus mean. They were also used to characterize a certified reference material (CRM) that may be used both as quality control and/or calibrator of field methods. The CRM was shown to be commutable for most field methods and lipid profile biomarkers, which proved it was suitable to assess trueness. Results of our multicenter study showed that field methods tend to underestimate triglycerides (particularly at low concentrations) and overestimate total cholesterol and LDL-C (especially around the clinical threshold), resulting in false positives and significant patient misclassifications. An approach of non-commutanility correction was also presented to allow trueness assessment with non-commutable samples. In conclusion, this work highlights the importance of using reference methods and also commutable CRM to rigorously assess accuracy of field methods used in clinical laboratories

L'arthrose (OA) est l’atteinte la plus répandue chez les animaux de compagnie et se manifeste par l'apparition de douleurs chroniques et d'incapacités fonctionnelles. En l’absence de remède, des composés comme les produits de santé naturels (PSN) ont gagné en popularité. Cette revue systématique, enregistrée sur PROSPERO (CRD42021279368), avait pour objectif d'examiner les preuves d’efficacité analgésique des PSN et de diffuser correctement les conclusions sur leur potentiel thérapeutique. Quatre bases de données bibliographiques ont été consultées pour identifier les études testant leur efficacité sur l'OA canine et féline, naturelle ou induite. Après sélection des résultats de recherche, les données de qualité et d’efficacité ont été extraites à l’aide d’une grille d’évaluation originale basée sur les directives ARRIVE, CONSORT et l’outil d’évaluation CAMARADES. Ces grilles ont été préalablement validées : validation apparente, de contenu (interne / externe) et de construit (reproductibilité, répétabilité, sensibilité). Un consensus de 3 évaluateurs, de niveau d’expertise différent, était obligatoire pour chaque score attribué aux données extraites. La méta-analyse montre des preuves solides d’efficacité des suppléments et des diètes thérapeutiques enrichies d’acides gras en oméga-3 dans le traitement de l’OA, et le cannabidiol présente des preuves prometteuses. Les formulations de sulfate de glucosamine/chondroïtine ne présentent toutefois aucun intérêt et ne doivent plus être recommandées dans la prise en charge thérapeutique de cette maladie articulaire dégénérative des animaux de compagnie. Les résultats obtenus soulignent un manque évident de preuves pour supporter la recommandation d’utilisation de nombreux nutraceutiques et dénotent la nécessité de mettre en place des procédures normalisées de bonne pratique clinique pour de futurs essais. / Osteoarthritis (OA) is the most common disease in pets and manifests itself as chronic pain and functional disability. In the absence of a cure, compounds such as natural health products (NHPs) have gained popularity. This systematic review, registered on PROSPERO (CRD42021279368), aimed to examine the evidence for analgesic efficacy of NHPs and to properly disseminate findings on their therapeutic potential. Four bibliographic databases were searched to identify studies testing their efficacy in natural and induced canine and feline osteoarthritis. After selection of the search results, quality and efficacy data were extracted using an original evaluation grid based on the ARRIVE and CONSORT guidelines and the CAMARADES evaluation tool. The grids were previously validated: face, content (internal/external) and construct (reproducibility, repeatability, sensitivity) validation. A consensus of three evaluators, with different levels of expertise, was required for each score assigned to the extracted data. The meta-analysis shows strong evidence of efficacy in OA for omega-3 enriched supplements and therapeutic diets, while cannabidiol shows promising evidence. Glucosamine/chondroitin sulphate formulations are of no value and should no longer be recommended for the therapeutic management of OA in pets. The results highlight a clear lack of evidence to support the recommendation for use of many nutraceuticals and indicate the need for standardised good clinical practice procedures for future trials.

Dans l'optique d'une modification du système international d'unités (SI), le LNE développe l'expérience du triangle métrologique (ETM). Cette expérience consiste à appliquer la loi d'Ohm à l'aide des effets Hall quantique pour la résistance, Josephson pour la tension et tunnel à un électron (SET) pour le courant. L'objectif est d'augmenter notre connaissance de la cohérence des constantes impliquées dans ces phénomènes.<br />Dans ce cadre, nous nous somme intéressés dans cette thèse à la possibilité d'utiliser les pompes à électrons de type R à 3 jonctions de façon métrologique autour de 10 pA. Notre montage expérimental est conçu afin de mesurer le courant quantifié généré par le dispositif en utilisant un comparateur cryogénique de courants (CCC).<br />Les principaux résultats ont été obtenus avec une pompe fabriquée par la PTB couplée à un CCC connecté en contre-réaction interne, i.e. utilisé comme un amplificateur de courant et ne donnant qu'une valeur relative du courant. Ces expériences ont permis de montrer l'existence de marches de courant jusqu'à environ 16 pA et une stabilité du courant généré par le dispositif sur des temps longs, indépendamment de la fréquence de pompage jusqu'à 100 MHz. Le niveau de bruit blanc est de 10-15 fA/Hz^(1/2) et, après 7 heures de mesure à une fréquence de 100 MHz, une incertitude relative de type A de 4.10^(-6) a été atteinte.<br />La dernière partie de ce travail présente la première réalisation directe de l'ETM. Dans ce cas, le courant généré par la pompe traverse une résistance étalonnée et la tension aux bornes de celle-ci est comparée à la tension délivrée par un réseau Josephson. Les premiers résultats qui sont présentés semblent prometteurs.