Les structures en bétons sont souvent exposées dès le jeune âge du matériau à des milieux pouvant être agressifs pour leur durabilité. En effet, dans certains cas, ces structures sont directement au contact d’une eau de mer riche en ions chlorure et sulfate. L’attaque sulfatique affecte surtout la pâte de ciment par des mécanismes physico-chimiques complexes et couplées entrainant la ruine mécanique, souvent liée à l’expansion par la formation de produits expansifs tels que le l’ettringite et le gypse. Les ions chlorure peuvent engendrer une corrosion des armatures Ces deux pathologies sont largement étudiées dans la littérature. Cependant, l’ASE est encore sujette à controverses, ce qui peut expliquer l’absence d’un essai normé européen. La prédiction de la durée de vie des ouvrages dans des conditions couplant le jeune âge, la prise en compte des ions sulfate et chlorure ainsi que le pH du milieu peut être très complexe. Dans ce contexte, nous avons tout d’abord comme finalité avec cette étude de proposer un essai le plus représentatif possible des conditions d’exposition réelles, particulièrement dans le cas de l’ASE. L’attention est portée sur les effets de la cure dans les aspects physico-chimiques de l’ASE, du transfert et l’interaction de la matrice cimentaire avec les ions chlorure en conditions saturées et de de semi-immersion et l’effet d’un environnement couplant ces ions délétères sur les évolutions de la microstructure des pâtes de ciment jeune et mature à base de ciment Portland, de type CEM I et un ciment mélangé au laitier, de type CEM III/A. Le couplage de plusieurs techniques d’analyses expérimentales a permis la prise en compte de l’aspect physique du transport ionique, et l’aspect chimique par quantification de la microstructure avant et après la contamination par les éventuels ions. Cette quantification est réalisée en couplant plusieurs méthodes expérimentales comme les analyses thermiques ATG/ATD et la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN de l’27Al et RMN du 29Si). Dans le cas de l’ASE, ces analyses ont montré à la fois l’effet neutre de la cure sur la propagation des ions sulfate dans la matrice et l’effet important sur les mécanismes de fixation chimique entre les ions sulfates apportées par la solution et les hydrates de la pâte de ciment. Ces essais ont aussi mis en évidence l’effet néfaste de l’exposition dès le jeune âge à la solution de sulfate de sodium dans le cas des pâtes de ciment au laitier. A l’inverse la cure saine longue dans l’eau a un effet négatif vis-à-vis de la résistance l’ASE des pâtes de ciment Portland. La compétition ionique dans le cas du couplage est mise en évidence. Cette compétition a un effet mitigé quant au transport et la fixation des ions chlorure. La capacité de fixation des ions est plus grande dans le cas du ciment CEM III/A, en présence ou non d’ions sulfate.Mots Clés: pâte de ciment, attaque sulfatique externe (ASE), jeune âge, chlorure, couplage ionique, RMN 29 Si et RMN 27Al, ATG/ATD, ICP / In industrial practice, concrete structural elements are exposed to various physical and chemical aggressions as soon as their formwork is removed. This early age exposure has an obvious influence on the element future transfer properties. Indeed, in some cases, these structures are directly immersed in sea water, rich in chloride and sulfate ions. Ingress of sulfate ions from the external environment and its consequences on the microstructure are known as External Sulfate Attack (ESA). Sulfate ion in seawater or underground can attack the cement paste leading to expansion and strength loss. This expansion is usually related to ettringite and gypsum precipitation. The chloride ions can cause corrosion of the reinforcements steel bars. This two pathologies are widely studied in the literature. However ESA is still controversial, which may explain the need of a European standardized test. Predicting the durability of concrete under conditions involving an early age exposure, the inclusion of chloride and sulfate ions and the pH of the external mixtures can be very complex. One of the aim of this work is to purpose a test as representative as possible of field conditions, particularly to study the ESA under controlled conditions (the pH and the external solution content). Tests are done in saturated and partially-immersed conditions. We focus on the initiation process of this degradation. The physicochemical aspects of ESA are studied. The impact of an early age exposure is highlighted in the case of ESA and chloride ingress. The microstructure changes are monitored by using several experimental techniques such as NMR (29Si and 27 Si), ICP, TGA, XRD and SEM. These analyses showed a neutral effect of an early age exposure on the sulfate ingress in both cement types (CEM I and CEM III/A). However, a negative effect of slag cement is observed after only 3 months of exposure the sulfate sodium solution at early age. Also, neither cracker when the slag cement paste are exposed after curing. Conversely, Portland cement paste resist very well and long to ASE, for an early age exposer and fail for the cured specimens. Ionic competition in the coupling case is highlighted. This competition has a mixed effect on the transport and attachment of chloride ions. The ion binding capacity is greater in the case of cement CEM III / A, in the presence or absence of sulfate ions.Key words: cement paste, External sulfate attack, ESA, early age, chloride and sulfate ingress, marine environment, RMN 29 Si and RMN 27Al, ATG/ATD, ICP

Semi-volatile lower chlorinated PCBs (LC-PCBs), comprised of mostly tetra or lower chlorinated congeners, are detected in old buildings and outdoors in high concentrations. PCBs cause endocrine disruption, neurotoxicity and many other adverse effects, and are human carcinogens. Epidemiological studies so far have relied upon serum concentrations of PCBs or OH-PCBs as markers of exposure. Despite the detection of LC-PCBs in high levels in buildings and other environments, only a few studies have reported LC-PCBs in human serum. One of the reasons for low serum detection of LC-PCBs could be the further biotransformation and excretion of OH-PCBs from the body. Therefore, the objective of this dissertation research was to study the metabolism of one of the LC-PCBs in rats and to identify a suitable metabolite marker of inhalation exposure for a future epidemiological study in humans. We chose PCB3 (4-chlorobiphenyl), a mono chlorinated PCB found in high concentrations in many buildings, as a model to study the metabolism. The first aim was to identify final metabolites of PCB3 in vivo. Male Sprague-Dawley rats were held in metabolism cages following exposure to PCB3 via i.p. injection. Blood, urine and feces were collected, and an analytical method for extraction of PCB3 metabolites was developed. By identifying the metabolites by LC/MS, a complete biotransformation pathway for PCB3 was elucidated. Major urinary metabolites of PCB3 were sulfates and mercapturates, while glucuronides and free phenolic forms were minor. The second aim was to study the disposition and toxicity of phenolic and sulfate metabolites after inhalation exposure to PCB3 in female Sprague-Dawley rats. Airborne PCB3 vapor was generated in a flask and passed through an inhalation exposure system, where rats were exposed via nose-only inhalation. Both hydroxylated and sulfated metabolites were detected in serum, liver, lungs, and brain. The serum clearance half-lives of these metabolites were less than two hours. Serum chemistry parameters were similar in PCB3 exposed and control rats. As a marker of bioactivation of PCB3 to electrophilic species, 8-oxo-dG was quantified in urine, but the difference was not statistically significant between control and exposed rats. The third aim was to study the routes of excretion of metabolites after inhalation to airborne PCB3. Bile cannulated and intact rats were exposed to PCB3 via nose only inhalation. Metabolites detected in bile were mostly sulfates and some glucuronide. Fecal metabolites were exclusively phenols despite very low concentration of free phenolic forms in bile. Peak excretion of metabolites in feces and urine occurred within 24 h, and over sixty percent of the dose was recovered within 24 h. The major route of excretion of PCB3 was urine in the form of sulfated metabolites. Sulfated metabolites were stable in urine for a month without aid of any preservatives. This dissertation shows that PCB3 is rapidly metabolized to phenols and conjugated mostly to sulfates. Conjugated metabolites, elaborated into bile, are either reabsorbed or hydrolyzed in the gut and excreted in feces as phenolic forms. Serum concentrations of sulfates are higher than free phenolic forms at any time after exposure, and are also detected in lungs and brain. PCB3 sulfates are stable metabolites and can serve as a metabolite marker of inhalation exposure to PCB3.

In the arid west large areas of soil contain soluble salts in sufficient concentrations to inhabit crop growth. Of the 1,416,957 acres of soil surveyed in Utah from 1899 to 1920, reported that 43.58 per cent contained 0.2 per cent or more of salts. The management and reclamation of these soils present serious problems. The difficulties are futher accentuated by the fact that many streams used for irrigation contain appreciable quantities of salt. Generally under these conditions removal of the salt from the soil becomes impracticable, and the problem is one of elarning how to get along in spite of the salt. An early study by Lipman and gericke and some preliminary tests at the Utah Agricultural Experiment Station have indicated that crops growing on salty soils may be benefited by applications of copper salts. Because of the economic importance of any procedure for increasing crop production on salty soils, additional studies were proposed to further investigate the problems involved. The research on this problem was planned to investigated the value of copper sulfate in increasing crop yields on salty soils and to study ways in which coppyer might benefit plants under these conditions. Further studies were planned to determine whether an antagonism can be produced in saline soils between sodium cholride and copper sulfate and to determine whether this antagonism is specific for copper or whether it might alos be produced by other ions.

Dans les milieux fracturés, l'analyse des causes menant un versant fracturé stable à évoluer vers de grands<br />mouvements de terrain met en évidence le rôle de l'eau comme facteur aggravant et déclencheur des instabilités<br />de versants. Les interactions à long terme eau / roche sont interprétées à partir de la composition chimique de<br />l'eau des sources, qui renseigne sur l'état d'altération du versant (facteur aggravant) et sur le passage des ondes<br />de crue dans le massif (facteur déclencheur).<br />Ainsi, l'hydrochimie permet de reconstituer les écoulements dans les versants instables. Une approche à<br />plusieurs échelles des relations entre les écoulements et les structures gravitaires, souligne le rôle de drain de ces<br />structures. Les comparaisons entre les sites permettent de discuter l'évolution à long terme des effets de l'eau sur<br />la déformation des milieux fracturés. Les mouvements gravitaires lents (basculement, effondrement)<br />décompriment le versant, favorisent l'infiltration des eaux de surface et provoquent l'apparition d'aquifères<br />perchés dans les secteurs décomprimés. Avec la déstabilisation, l'effet saisonnier des variations de pressions<br />d'eau diminue, mais l'influence de la charge, liée au volume d'eau infiltrée, augmente fortement. Cette charge<br />s'applique en partie haute du versant et peut déclencher une rupture.<br />De plus les équilibres hydrogéochimiques observés dans les zones stables sont rompus lorsque le massif est<br />soumis à une déformation. La dynamique de dissolution des sulfates évolue avec les déformations du massif.<br />Ainsi, l'hydrochimie enregistre les déformations actuelles, mêmes faibles, des versants et constitue un outil<br />performant pour la surveillance des zones instables.

L'enregistrement géologique de Mars a préservé des minéraux indicateurs d'une altération par l'eau liquide active durant plusieurs centaines de millions d'années après la formation de la planète. La reconstitution de ces processus anciens est un enjeu majeur de la planétologie, l'évolution de la Terre primitive étant inaccessible aujourd'hui en raison du renouvellement de la croûte terrestre par la tectonique des plaques, le volcanisme et l'érosion. Cette thèse apporte plusieurs contributions à la compréhension des processus d'altération sur Mars primitive à travers des expériences d'altération sous dioxyde de carbone et l'analyse de données orbitales de spectrométrie visible et proche-infrarouge. Les résultats conduisent à un modèle de formation des sulfates martiens par l'altération combinée de silicates et de sulfures de fer, qui se révèle cohérent avec l'extension spatiale et temporelle limitée des sulfates. De manière concordante, l'étude des minéraux secondaires de la dépression d'Ismenius Cavus illustre que l'altération acide à l'origine des sulfates n'a pas concerné l'ensemble de la planète. Une seconde étude orbitale focalisée sur le plateau de Nili Fossae démontre qu'au moins une partie des argiles martiennes résulte de l'altération météorique. Cette conclusion est appuyée par une expérience d'altération de l'olivine en conditions martiennes simulées confirmant que les minéraux observés dans Nili Fossae et d'autres régions martiennes sont compatibles avec une altération sous une atmosphère de dioxyde de carbone plus dense qu'aujourd'hui, assurant la stabilité de l'eau liquide à la surface de la planète.

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Reproduction de : Thèse de doctorat : Dynamique et environnement sédimentaire : Lille 1 : 2001.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Structure et dynamique des systèmes réactifs : Lille 1 : 2006. / N° d'ordre (Lille 1) :3894. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. à la suite de chaque chapitre.

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Injury to the central nervous system (CNS) results in the formation of a highly inhibitory glial scar consisting mainly of chondroitin sulfate proteoglycans (CSPGs). CSPGs are comprised of a protein core with covalently attached chondroitin sulfate glycosaminoglycan (CS-GAG) side chains. CSPGs and CS-GAGs have been implicated in the regenerative failure of the CNS, though the mechanism underlying inhibition is unclear. Sulfation affects both the physical and chemical characteristics of CS-GAGs and, therefore, it has been hypothesized that certain sulfation patterns are more inhibitory than others. To investigate this hypothesis, specific chondroitin sulfate sulfotransferases (CSSTs), the enzymes responsible for CS-GAG sulfation, were knocked down in vitro using siRNA. C4ST-1, C4ST-2, and C46ST were chosen as targets for gene knockdown in this study based on their expression in neural tissue and the extent of inhibition caused by their respective CS-GAG. It was hypothesized that transfection of primary rat astrocytes with siRNAs designed to prevent the expression of C4ST-1, C4ST-2, and C46ST would decrease specific sulfation patterns of CSPGs, resulting in improved neurite extension in a neurite guidance assay. Through optimization of siRNA dose, astrocyte viability was maintained while successfully knocking down mRNA levels of C4ST-1, C4ST-2, and C46ST and significantly reducing total levels of secreted CS-GAGs. However, no increase in the incidence of neurite extension was observed using conditioned media collected from siRNA transfected astrocytes compared to non-transfected controls. These data suggest that sulfation does not contribute to CSPG-mediated neurite inhibition, though further investigation is necessary to confirm these findings. Significantly, this work has established a paradigm for investigating the role of CSPG sulfation patterns in CNS regeneration.