De nombreux facteurs du microenvironnement osseux régulent la différenciationostéoblastique des cellules souches mésenchymateuses humaines (HMSCs). Les interactionsentre ces facteurs ont été analysées dans une perspective transversale appliquée aux maladiesosseuses. Nous avons étudié l'effet des voies de signalisation activées par les récepteurs auPDGF (platelet-derived growth factor) et au FGF (fibroblast growth factor), et par lesmembres Wnt, sur la réponse à la BMP2. L’inhibition des récepteurs au PDGF et au FGFpotentialise la différenciation ostéoblastique induite par la BMP2, en augmentant l’activitédes Smads. La voie MAPK JNK ainsi que la voie GSK3/ßcaténine régulent cette réponse auxBMPs. Les voies Wnt interfèrent également avec l'activité des récepteurs tyrosine kinase(RTK) et de GSK3. De plus, le FGF2 inhibe l’augmentation de l’expression des BMPs et deleurs récepteurs au cours de la différenciation ostéoblastique. L’effet ostéogénique des BMPsest ainsi fortement modulé par les RTK ou les récepteurs Wnt. Un deuxième niveaud’interaction, entre ostéoblastes et adipocytes, a été étudié : l’influence des adipokinessériques sur la densité minérale osseuse (DMO) et le risque de fractures, par une méta-analysedes données de la littérature. L'adiponectine est l’adipokine la plus pertinente, négativementassociée à la DMO, indépendamment du sexe et du statut ménopausique. Ces donnéessoulignent l’intérêt d'intégrer ces interactions entre voies de régulation lors de l'utilisation àdes fins thérapeutiques des HMSCs, des facteurs ostéogéniques et mitogéniques, enorthopédie ou dans le domaine de la bio-ingénierie squelettique. / Many factors of bone microenvironment regulate osteoblast differentiation of humanmesenchymal stem cells (HMSCs). We investigated the crosstalks between pathwaysactivated by these factors in a translational perspective applied to the field of bone diseases.We tested the effect of signaling pathways activated by PDGF (platelet-derived growth factor)and FGF (fibroblast growth factor) receptors and Wnt members on the response to BMP2during osteoblastic differentiation. Inhibition of PDGF or FGF receptors enhances BMP2-induced osteoblastic differentiation, by increasing the Smad activity. The MAPK JNK and theGSK3/ßcatenine pathways regulate the response to BMPs. The Wnt pathways also interferewith the activity of receptors tyrosine kinase (RTK) and GSK3. In addition, FGF2 inhibits theincrease of the expression of BMPs and their receptors during osteoblast differentiation. Theosteogenic effect of BMPs is thus strongly modulated by RTK or Wnt receptors. A secondlevel of interaction between osteoblasts and adipocytes was analyzed: the influence of serumadipokines on bone mineral density (BMD) and fracture risk, in a meta-analysis of theliterature. Adiponectin is the most relevant adipokine, negatively associated with BMD,regardless of gender and menopausal status. These data underscore the importance ofintegrating the interactions between regulatory pathways in the use of HMSCs, mitogenic andosteogenic factors, for therapeutic purposes in orthopedics or in the field of skeletal bioengineering

L’objectif de ce travail est d’étudier la sédimentologie des dépôts organiques dans un bassin hémipélagique (séries mésozoïques du Bassin du S-E de la France) afin de comprendre les processus de transport et de préservation de la matière organique (MO), ainsi que sa distribution dans les différents cortèges sédimentaires. Les résultats démontrent qu’il n’y a pas de relation entre le cortège organique et la granulométrie de la fraction terrigène ou la minéralogie de la fraction argileuse. Des turbidites sont présentes dans un niveau organique particulier, mais elles n’ont pas acheminé de MO terrestre dans le bassin ; au contraire, elles ont eu un rôle négatif sur la préservation du contenu organique. De la MO terrestre est observée dans certains niveaux organiques, mais sans lien avec des dépôts gravitaires, signifiant donc que la MO terrestre peut être transportée vers le domaine marin distal sans nécessairement impliquer des processus gravitaires. Il n’y a pas de lien évident entre la nature de la MO et les cortèges de dépôts dans les séquences stratigraphiques de 3e ordre. L’apport majeur de ce travail concerne l’approche multi-facteurs de la sédimentologie de la MO en domaine marin. Pour une productivité primaire marine constamment faible à normale, il a été mis en avant le rôle de 3 facteurs clés pour la formation de dépôts organiques en bassin hémipélagique : le taux de sédimentation, la nature intrinsèque de la MO, et les conditions d’oxygénation du bassin. Les niveaux organiques les plus riches en MO sont les événements anoxiques globaux, démontrant que l’anoxie est le facteur permettant les plus fortes accumulations organiques dans ce type de bassin sédimentaire. / The goal of this work is to study the sedimentology of organic deposits in a hemipelagic basin (Mesozoic deposits of the S-E France Basin) in order to understand the processes responsible for transport and preservation of organic matter (OM), as well as its distribution in various sedimentary settings. The results demonstrate that there is no relationship between the organic content and the grain size of the terrigenous fraction or the mineralogy of the clay fraction. Turbidites are present in a particular organic level, but they did not convey terrestrial OM in the basin; on the contrary, they had a negative role upon the preservation of the organic content. Terrestrial OM is observed in some organic levels, but not related to gravity deposits, meaning that terrestrial OM can be transported to the distal marine domain without necessarily involving gravity processes. There is no clear link between the nature of the OM and the place of the deposits in the 3rd order stratigraphic sequences. The major contribution of the present work concerns the multi-factor approach to the sedimentology of OM in the marine domain. For a constantly low to normal marine primary productivity, it was highlighted the role of 3 key factors for the formation of organic deposits in the hemipelagic basin: the sedimentation rate, the intrinsic nature of OM, and the basin oxygenation conditions. The organic levels the richest in OM are the global anoxic events, which show that anoxia is the factor allowing the strongest organic accumulations in this type of sedimentary basin.

Les buts de cette thèse étaient d’explorer les effets de la composition corporelle, de la surcharge pondérale et d’un programme d'entraînement pluridisciplinaire en endurance sur le contenu minéral osseux (CMO) et la densité minérale osseuse (DMO) chez les adolescents. Au total 4 études ont été menées. La première étude avait comme but d’explorer la contribution relative de la masse maigre et de la masse grasse aux valeurs de DMO chez 35 filles et 65 garçons français. Celle-ci a montré que la masse grasse est un déterminant positif de la DMO chez les filles mais pas chez les garçons. En effet, la masse maigre était le meilleur déterminant de la DMO chez les garçons. La deuxième et la troisième étude avaient comme objectif d’étudier les effets de la surcharge pondérale sur le CMO et la DMO du corps entier, du rachis lombaire et de la hanche chez des adolescentes libanaises. Ces 2 études ont montré que la surcharge pondérale est accompagnée d’une augmentation des valeurs absolues de CMO et de DMO. Cependant, après ajustement par le poids, ces différences disparaissent. Dès lors, ces études suggèrent que la DMO des filles en surcharge pondérale soit bien adaptée à l’excès de poids. La quatrième étude a étudié les effets de 12 semaines d’entraînement en endurance sur le CMO et la DMO chez des adolescentes obèses, en surpoids et normo-pondérées. Cette étude a montré une augmentation des valeurs de DMO dans les 3 groupes alors que le CMO n’a augmenté que dans le groupe obèse. Cette étude confirme le rôle positif de l’exercice physique sur la DMO chez les adolescentes obèses et non obèses. / The aims of this thesis were to explore the effects of body composition, overweight and of an endurance training program on bone mineral content (BMC) and bone mineral density (BMD) in adolescents. 4 studies were undertaken to achieve this goal. The first study explored the relative importance of lean and fat mass on BMD in a group of adolescent girls and boys. This study showed that fat mass is a positive determinant of BMD in girls but not in boys. In fact, lean mass was the best positive determinant of BMD in boys. The studies 2 and 3 aimed at studying the effects of overweight on whole-body, lumbar spine and hip BMD in Lebanese adolescent girls. These studies showed that the crude values of BMC and BMD were higher in overweight girls compared to controls. However, there were no differences in BMC or BMD between the two groups after adjusting for weight. Therefore, these studies suggest that the BMD of the overweight girls adapts to the increased body weight. The last study explored the effects of 12 weeks of endurance training on BMC and BMD in obese, overweight and normal-weighted sedentary adolescent girls. The BMD increased in the three groups. However, the whole-body BMC increased only in the obese group. This study confirmed the positive effects of physical exercise on BMD in obese and non-obese adolescent girls.

L'objectif de cette thèse est d'étudier la génération des streamers dans l'huile minérale sous tension impulsionnelle et tension alternative avec des conditions de champ largement variées en présence de certaines pollutions (particules et eau). Ce travail apporte une meilleure compréhension de la génération des phénomènes précurseurs du claquage. Les résultats obtenus mettent en évidence l'influence importante de la géométrie et des impuretés (particules, eau) sur la génération des streamers. Un effet remarquable de diminution du champ de génération avec l'augmentation du rayon de courbure de l'électrode est observé. Cette diminution est l'origine de l'effet de surface généralement observé sous créneaux de tension et sous tension alternative dans l'huile très bien filtrée. Une dégradation supplémentaire existe lorsque l'huile est polluée et soumise à la tension alternative. L'étude réalisée en géométrie semi-uniforme (plan-plan avec une électrode d'amorçage) permet de simuler les conditions de génération et de propagation des streamers provoqués par des particules ou des aspérités de la surface en géométrie uniforme.

Introduction : La détermination du délai postmortem dans les cas de découvertes de restes squelettisés est un élément clé de l’enquête judiciaire. Pour autant, face à la découverte de restes osseux, peu de méthodes sont applicables pour une estimation précise de ce délai. Cette étude taphonomique souhaitait s’inscrire dans une temporalité rejoignant les impératifs judiciaires appliqués en médecine légale. Ainsi, l’hypothèse principale de ce travail était constituée par une dégradation organique précoce de l’os en période postmortem, notamment sous la forme d’une dégradation collagénique. Celle ci a donc fait l’objet d’une évaluation prospective.Matériels et Méthodes : 6 dons de corps humains, sans pathologie osseuse connue ont été inclus et pour chaque sujet, le choix des os étudiés s’est orienté vers les côtes. Ces os ont été inclus dans un environnement de diagénèse et étudiés sur 2 ans. Une analyse macroscopique de perte de poids de l’os a été réalisée, et complétée par deux méthodes : l’une moléculaire (microspectrométrie Raman) et l’autre morphologique (histologie).Résultats : Ce travail, a permis de mettre en évidence certaines caractéristiques de l’altération temporelle des différentes phases osseuses via : une dessiccation mise en évidence par une perte de poids osseuse ; une diagénèse des fractions organiques et minérales. Ainsi, l’étude des paramètres physico-chimiques en microspectrométrie Raman a montré une tendance temporelle à la diminution des rapports phase minérale/phase organique ; la diminution de la carbonatation minérale ; l’augmentation de la cristallinité. L’analyse statistique multivariée des spectres Raman a permis : de distinguer des groupes temporels en les discriminant via leurs contributions organiques ; de construire l’ébauche d’un modèle statistique d’utilisation pratique. L’étude microscopique des prélèvements a montré l’absence de toute attaque microbienne en période postmortem précoce, mais un mécanisme d’altération organique collagénique de type hydrolyse chimique.Discussion : Notre travail, a permis d’identifier 3 paramètres fondamentaux du vieillissement osseux qui doivent être connus du praticien qualifié en anthropologie médico-légale, et cela même sur une période d’étude de 2 ans « courte » à l’échelle de l’anthropologie :- L’environnement influence fortement la diagénèse osseuse et doit être aussi bien étudié que l’os en lui même. En effet, l’étude de la perte de poids de l’os, a montré une altération de composition osseuse très précoce avec phénomène de dessiccation osseuse, comparable à la déshydratation globale du corps en période postmortem ;- La diagénèse osseuse est un phénomène global dans lequel les différentes altérations de phases minérales et organiques sont interdépendantes et peuvent être appréciées par la microspectrométrie Raman, qui outre son apport dans l’analyse de la dégradation chimique de l’os, permet par les outils statistiques qui y sont associés, d’identifier des classes temporelles de diagénèse. Ces classes, qui devront faire l’objet d’études supplémentaires, pourraient à terme être une aide pratique et servir de référence dans la datation précise d’un os ;- L’altération organique de l’os peut s’opérer selon des modes de dégradations chimiques ou bactériens en fonction de l’environnement et du délai postmortem. L’histologie peut permettre de faire ce distinguo. Sur ce délai d’étude, la dégradation collagénique de type chimique par hydrolyse est prédominante.Conclusion : Ces paramètres forment une unité structurelle indissociable qui est connue de longue date en anthropologie archéologique, et qui est parfaitement transposable en pratique médico-légale si des méthodologies adaptées sont développées. Les voies de recherche sur cette thématique ont un rôle essentiel à jouer pour que la médecine légale puisse répondre aux légitimes demandes exprimées par les victimes et leurs ayants-droits auprès de la justice. / Introduction: Determining the postmortem interval in cases of skeletonized remains is a key element of the judicial investigation. However, few methods are applicable for an accurate estimate of this period. This taphonomic study wanted to be performed in a temporality joining the legal requirements applied in forensics. Thus, the main hypothesis of this study was an early organic postmortem bone degradation, particularly a collagen degradation. The latter has been studied prospectively.Materials and Methods: 6 human bodies without known bone disease were included, and for each subject, the ribs were chosen. The bones were included in a diagenetic environment and studied over 2 years. Macroscopic analysis of bone weight loss was performed, and completed by two methods: one molecular (Raman microspectrometry) and the other morphological (histology).Results: This work has highlighted certain features of the temporary bone alteration on its different phases via: a desiccation highlighted by bone mass loss; a diagenesis of organic and mineral phases. Thus, the study of physicochemical parameters by Raman microspectrometry revealed a temporary trend of declining mineral / organic ratios; decreasing carbonation; increasing crystallinity. Multivariate analysis of Raman spectra allowed: to distinguish temporal groups by discriminating via their organic contributions; to design a statistical model of practical use. The microscopic study of the samples revealed no microbial attack in the early postmortem period, but an alteration of collagen by chemical hydrolysis.Discussion: Our study identified three basic parameters of bone diagenesis that must be known to the forensic anthropologist, even over a period of 2 years which is \\\"short\\\" on the scale of anthropology:- The environment strongly influences bone diagenesis and should be studied as well as the bone itself. Indeed, the study of weight loss of the bone, revealed a phenomenon of bone drying, similar to the overall dehydration of the body in the postmortem period;- Bone diagenesis is a global phenomenon in which the various alterations of inorganic and organic phases are interdependent and can be evaluated by Raman microspectrometry. Also its contribution in the analysis of the chemical degradation of the bone, Raman spectroscopy and statistical tools associated with it, allows the identification of diagenesis classes. These classes will require additional studies, eventually to be a practical support in dating a bone;- The organic alteration of the bone may be due to chemical or bacterial degradation, according to the environment and the postmortem period. Histology can make this distinction. On this period of study, the collagen degradation by chemical hydrolysis is predominant.Conclusion: These parameters form a structural unit, which is well known in archaeological anthropology, and is absolutely transposable in forensic practice if appropriate methodologies are developed. Research on this topic has an essential role as forensics can respond to legitimate requests from victims and their relatives towards justice.

Les buts de cette thèse étaient de définir les déterminants de la santé osseuse chez les jeunes femmes en surpoids et obèses et d'explorer les effets de deux programmes longitudinaux d'entraînement physique (force vs. endurance) sur les paramètres osseux chez les jeunes femmes en surpoids et obèses. Deux études préliminaires et six études principales ont été menées. La première étude préliminaire a montré que la VO2 max (L/mn) est un déterminant positif de la masse osseuse chez les enfants en surpoids. La deuxième étude préliminaire a démontré que l'IMC est un déterminant négatif du CSI, du BSI et de l'ISI chez les jeunes femmes. La première étude principale a montré que l'obésité est associée à de faibles valeurs de CSI, de BSI et d'ISI chez les jeunes femmes. La deuxième étude principale a montré que la VO2 max (ml/mn/kg) est positivement corrélée au CSI et à l'ISI chez les jeunes femmes. La troisième et la quatrième étude ont montré que la surcharge pondérale est associée à une augmentation du CMO et de la DMO mais pas du TBS et que le TBS est corrélé positivement à la VO2 max (L/mn). La cinquième étude principale chez 68 jeunes femmes en surpoids et obèses a montré que la détente verticale, la VO2 max (L/mn), la puissance maximale (watts) et la force maximale en demi-squat sont positivement corrélées aux paramètres osseux chez les jeunes femmes en surpoids et obèses. La sixième étude principale a montré que les deux types d'entrainement physique (force et endurance) sont efficaces pour augmenter le CMO CE et la DMO lombaire et diminuer le poids et la masse grasse. L'entrainement de force était aussi efficace pour l'augmentation du TBS et les indices de résistance osseuse du col fémoral (CSI, BSI et ISI). / The aims of this thesis were to define the determinants of bone health in young overweight and obese men and to explore the effects of two physical training programs (strength vs. endurance) on bone parameters in young overweight and obese women. Two preliminary studies and six main studies have been conducted. The first preliminary study has shown that VO2 max (L/mn) is a positive determinant of bone mass in overweight children. The second preliminary study has shown that BMI is a negative determinant of CSI, BSI and ISI in young women. The first main study has shown that obesity is associated with lower CSI, BSI and ISI values in young women. The second main study has shown that VO2 max (L/mn) is positively correlated to CSI and ISI in young women. The third and the fourth study have shown that being overweight is associated with higher BMC and BMD values but not with TBS values and that TBS is positively associated with VO2 max (L/mn). The fifth main study conducted on 68 young overweight and obese women has shown that vertical jump, VO2 max (L/min), maximal power (watts) and 1-RM half-squat are positively correlated with bone parameters in overweight and obese adult women. The sixth main study has shown that the two training programs (strength and endurance) are effective to increase whole body BMC and lumbar spine BMD, and to decrease body weight and fat mass. Strength training was also effective to increase TBS and composite indices of femoral neck strength (CSI, BSI and ISI)

L'INFLUENCE DES LIGANDS ORGANIQUES SUR LA VITESSE DE DISSOLUTION DE LA FLUORAPATITE (CA#1#0(PO#4)#6F#2) ET DE VERRES SILICOPHOSPHATES (SI-P-CA-MG) A PU ETRE APPRECIEE PAR UNE APPROCHE A L'ECHELLE DU SOLIDE ET DES SOLUTIONS. POUR CE FAIRE, DES ESSAIS PARALLELES ONT ETE MENES EN MILIEUX ACIDES CITRIQUE ET CHLORHYDRIQUE DE PH INITIAL IDENTIQUE. LA PRESENCE DE LIGANDS ORGANIQUES DANS LE MILIEU D'ATTAQUE NE MODIFIE PAS LA VITESSE DE DISSOLUTION DE LA FLUORAPATITE. EN SOLUTION CHLORHYDRIQUE, CE MECANISME EST BLOQUE PRECOCEMENT EN RAISON DE LA FORMATION D'UNE COUCHE SUPERFICIELLE DE COMPOSITION CHIMIQUE DIFFERENTE DE CELLE DU CRISTAL SAIN. L'AJOUT D'ACIDE CITRIQUE A LA SOLUTION D'ATTAQUE DIFFERE LES PHENOMENES OBSERVES EN MILIEU CHLORHYDRIQUE. UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL IDENTIQUE A ETE ADOPTE POUR L'ETUDE DE LA DISSOLUTION DE VERRES SILICOPHOSPHATES. CEUX DONT L'EDIFICE VITREUX PRESENTE DES ENTITES SIO#4 LIBRES SONT SENSIBLES A L'AJOUT D'ACIDE CITRIQUE DANS LA SOLUTION D'ATTAQUE. LEUR CINETIQUE DE DISSOLUTION EST D'ORDRE 1 PAR RAPPORT A LA CONCENTRATION D'ACIDE CITRIQUE. L'INFLUENCE DES LIGANDS ORGANIQUES EST MOINS MARQUEE POUR DES VERRES DONT LE RESEAU SILICATE EST FORTEMENT POLYMERISE. LA LIMITE DE SOLUBILITE DE LA SILICE AMORPHE DANS L'EAU EST DEPASSEE D'UN FACTEUR 8 EN PRESENCE DE L'ACIDE CITRIQUE 2%. CETTE OBSERVATION NOUS AMENE A SUSPECTER L'EXISTENCE D'UN COMPLEXE ORGANOSILICIQUE QUI N'A PU ETRE CARACTERISE. L'ENSEMBLE DES RESULTATS PRESENTE DANS CE MEMOIRE S'APPLIQUE A DE NOMBREUX DOMAINES ET PLUS PARTICULIEREMENT A LA FERTILISATION PHOSPHATEE SUR SOLS ACIDES. COMPTE-TENU DE L'INADAPTATION D'ENGRAIS CLASSIQUES HYPERSOLUBLES DE TYPE NPK, L'EMPLOI DE ROCHES PHOSPHATEES OU DE VERRES PHOSPHATES SUR CES TYPES DE SOLS EST PRECONISE. LE PHOSPHORE CONTENU DANS CES MATERIAUX INSOLUBLES DANS L'EAU EST ALORS ASSIMILE DIRECTEMENT PAR LES PLANTES GRACE AUX ACIDES CARBOXYLIQUES CONTENUS DANS LES EXUDATS RACINA

Ammoniacates, amidures, imidures et nitrures minéraux constituent des séries de composés parallèles aux hydrates, hydroxydes et oxydes. Une analogie étroite existe en particulier les ions NH-2 et NH2- et leurs homologues isoélectroniques H2O et OH-. Alors que l'étude des composés oxygénés connaissait un essor considérable, les travaux relatifs aux amidures et imidures minéraux sont cependant relativement peu nombreux. Sans doute cette disparité provenait-elle pour une bonne part de l'intérêt pratique des composés oxygénés dont l'industrie des réfractaires ou des composants électroniques par exemple est largement utilisatrice...

La carbonatation minérale est une technique alternative de capture et stockage du CO2 anthropique. L'abondance des matériaux carbonatables sur terre en fait une solution à fort potentiel. En particulier, la carbonatation directe en voie aqueuse a été présentée dans la littérature comme la voie la plus intéressante d'un point de vue énergétique pour la carbonatation minérale ex-situ, à la condition que les cinétiques naturellement lentes de dissolution des silicates magnésiens en phase aqueuse puissent être accélérées de plusieurs ordres de grandeur. Cette thèse étudie en détail les verrous et mécanismes de cette réaction en présence d'additifs organiques tels que l'oxalate, connus pour leur capacité à accélérer la dissolution des silicates magnésiens. Dans un premier temps, la carbonatation en voie aqueuse sans additif d'une olivine modèle est étudiée de manière à mettre en évidence la nature des phénomènes limitants. Ensuite le travail se concentre sur l'étude du rôle de l'additif oxalate à travers des essais spécifiques et une analyse fine de la phase solide. Il est démontré que pour différentes concentrations de suspension et sous 20 bar de CO2, cet additif conduit à la formation de complexes aqueux stables du magnésium avec l'oxalate et à la précipitation de MgC2O4,2H2O (glushinskite), qui empêchent toute précipitation quantitative de magnésite. La simulation géochimique complète du système a été réalisée et a permis d'expliquer les résultats des essais par un mécanisme de dissolution à grain rétrécissant. L'extension de l'étude à un autre silicate (harzburgite) et à d'autres ligands organiques accélérateurs de la dissolution des silicates tels que le citrate et l'EDTA n'a pas non plus permis d'obtenir la formation quantitative de carbonate, à cause d'une forte complexation en phase aqueuse du Mg extrait du minerai. Ces travaux remettent en doute la perspective de développement d'un procédé industrialisable de minéralisation du CO2 en présence d'additifs organiques. / Mineral carbonation is an interesting option for mitigation of anthropogenic CO2 emissions. Direct aqueous mineral carbonation has been presented by many as a promising strategy for ex-situ mineral carbonation, on the basis that organic additives such as oxalate increase the rate and extent of dissolution of magnesium silicates several folds. This thesis discusses and extends the current understanding of this process through geochemical modelling and detailed solid characterization. First, mineral carbonation is investigated in water alone, without additives, in order to understand and quantify the actual limitations of the process with specific magnesium silicate ores. Dissolution kinetics being critical with this process, the role of disodium oxalate as a dissolution accelerating agent is thoroughly examined with olivine, through dedicated experiments and comprehensive analysis of both solid and liquid phases. Under 20 bar of CO2, and irrespective of the conditions used, it is found that the formation of strong oxalate-magnesium complexes in solution and precipitation of MgC2O4,2H2O (glushinskite) impede any chance of precipitating significant amounts of magnesium carbonate. Geochemical modelling permits successful simulation of the dissolution kinetics of magnesium silicate using a shrinking particle model. Other promising ligands from a dissolution perspective, namely citrate and EDTA, were also investigated. Contrary to oxalate, these do not form any solid by-products with magnesium, and yet they do not produce better carbonation results. The results and findings from this work cast strong doubts about the possibility of developing a viable direct aqueous mineral carbonation process using organic salts.

Dans le contexte prébiotique du " monde ARN ", les ribonucléotides sont considérés comme étant les premières espèces à avoir émergé sur Terre. En milieu aqueux, leur formation est défavorable thermodynamiquement. Les voies de synthèse de nucléotides décrites en phase homogène impliquent l'utilisation des molécules activées. En 1951, Bernal a introduit une autre voie de synthèse impliquant des surfaces minérales. Cependant, dans cette voie, les effets thermodynamique et/ou catalytique des surfaces minérales restent inexplorés. Dans le cadre de l'hypothèse de Bernal, notre travail présente pour la première fois une étude in-situ de la réactivité thermique des " briques élémentaires " des nucléotides adsorbés sur des surfaces minérales avec comme objectif de réaliser la synthèse des nucléotides sans activation chimique. Ce travail a montré dans un premier temps que les surfaces minérales sont capables de déclencher la formation de polyphosphates inorganiques à partir de monophosphates à des températures modérées. D'autre part, l'adsorption du ribose sur la surface de la silice a permis d'améliorer sa stabilisation thermique : alors qu'il est instable dès 90°C en milieux aqueux, il devient stable jusqu'à 200°C après adsorption sur la silice. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence la formation de PRPP, un intermédiaire réactionnel très important, par co-adsorption du ribose avec du phosphate inorganique sur la surface de la silice. Enfin, on a pu montrer la glycosylation de l'adénine et la formation après co-adsorption de ses composants sur les deux surfaces minérales utilisées. Une étude préliminaire suggère même la possibilité de dimérisation des nucléotides. / In the « RNA world» prebiotic scenario, ribonucleotide polymers are considered as the first biochemical species to have emerged. However, in aqueous solution, their formation through conventional mechanisms of condensation is thermodynamically forbidden. Several synthesis pathways of nucleotides have been described in aqueous solution; most often, they involve chemically activated molecules. Another pathway to nucleotides implies mineral surfaces, which have been considered in prebiotic processes at least since the work of Bernal in 1951. However, these studies have hardly tried to understand surface-molecule interactions and consequently, thermodynamic and/or catalytic effects of mineral surfaces are not well rationalized. In the context of Bernal's hypothesis, we present for the first time an in-situ study of the thermal reactivity of nucleotides “building blocks” adsorbed on mineral surfaces (amorphous silica, saponite) emphasizing the synthesis of nucleotides without chemical activation. In our work, we first show that mineral surfaces are able to trigger the formation of inorganic polyphosphates from monophosphates at moderate temperatures. On the other hand, adsorption of ribose on silica surface improves its thermal stabilization. While ribose decomposes at 90°C in aqueous solutions, it is stable up to 200°C on silica (in the presence of ZnCl2). Secondly, we have demonstrated the formation of PRPP, as important reaction intermediate, by co-adsorption of ribose and inorganic phosphate on the silica surface. Finally, we showed the glycosylation of adenine to adenosine and the formation of AMP (i.e. simultaneous glycosylation and phosphorylation) after co-adsorption of their components on both mineral surfaces employed. A preliminary study even suggests that nucleotide dimerisation can occur in the same conditions.