Les alliages Mg-Ca sont des alliages biocompatibles et biodégradables largement utilisés pour des applications biomédicales comme prothèses bio-résorbables. Ils sont très utilisés car leurs taux de corrosion et de dégradation dans l'organisme peuvent être contrôlés par le taux de calcium et par l'influence du milieu d'implantation. Ces solutions ont inspirées le Groupe SEB qui cherche à mettre au point un procédé fiable de minéralisation d'une eau par dissolution d'alliages Mg-Ca. L'objectif de ce travail de thèse est double, à savoir, la conception des alliages Mg-Ca pour ce procédé, en choisissant les techniques de production adaptées et les paramètres d'élaborations optimisés, puis, la mise en œuvre d'un processus de dissolution assisté par un courant et la maîtrise des paramètres de dissolution. Le magnésium et le calcium étant des métaux très réactifs au contact de l'atmosphère, l'élaboration d'alliages Mg-Ca se fait sous atmosphère neutre. Il est possible d'obtenir une microstructure stable avec des teneurs en calcium comprises entre 0% et 33% atomique, lorsque le calcium et le magnésium forment l'intermétallique Mg2Ca. Lors du refroidissement du mélange métallique à fusion, il se forme une microstructure d'équilibre constituée de dendrites (de Mg si 0 at.% < Ca < 10 at.% et de Mg2Ca si 10 at.% < Ca < 33 at.%) et d'un agrégat eutectique lamellaire composé de Mg et de Mg2Ca. La dissolution anodique d'alliages Mg-Ca s'effectue par l'application d'une différence de potentiel entre une électrode constituée de l'alliage à dissoudre et une contre électrode constituée d'un métal plus noble. Il a été mis en évidence que les relargages d'ions Mg2+ et Ca2+ en solution peuvent être augmentés en diminuant la chute ohmique entre les électrodes (distance minimale, tension appliquée maximale) et en augmentant la réactivité du processus (alliages riches en calcium, conductivité et minéralité de la solution, durée de dissolution et surfaces exposées importantes). Cependant, les forts relargages d'ions Mg2+ et Ca2+, qui alcalinisent fortement la solution, favorisent la formation de précipités limitant la dissolution tels que le tartre, les oxydes et hydroxydes de magnésium et de calcium. Plusieurs solutions pour réguler le pH de la solution et optimiser les relargages de cations Mg2+ et Ca2+ ont été envisagées. / The Mg-Ca alloys are biocompatible and biodegradable alloys widely used for biomedical applications such as bioresorbable implants because of their corrosion rate and degradation behaviour into human body. These solutions have inspired the SEB Group to develop a new process for the mineralization of water by dissolving Mg-Ca alloys. The objective of this thesis is to design new Mg-Ca alloys choosing the appropriate production techniques and optimizing elaborations settings and then, to work on the dissolution process assisted by a current controling of dissolution parameters. Magnesium and calcium being very reactive metal in contact with the atmosphere, the development Mg-Ca alloys was done in a neutral atmosphere. It is possible to obtain a stable microstructure with calcium contents between 0% and 33 atomic% through the intermetallic form Mg2Ca. It's possible to obtain equilibrium microstructures consisting of dendrites (Mg if 0 at.% <Ca <10 at.% And Mg2Ca if 10 at.% <Ca <33 at.%) and a lamellar eutectic aggregate made from Mg and Mg2Ca. Anodic dissolution of Mg-Ca alloys is made by applying a potential between one electrode made from the Mg-Ca alloy and a counter electrode made from a more noble metal. It has been demonstrated that the releases of Mg2+ and Ca2+ in solution may be controlled throught the decrease of the resistance drop between the electrodes (minimum distance, maximum applied voltage) and the increase of the process reactivity (rich alloys calcium, mineral and conductivity of the solution, dissolving time and significant exposed surfaces). However, strong releases of Mg2+ and Ca2+, which strongly alkalize the solution, promote the formation of precipitates limiting dissolution rate such as scale, oxides and hydroxides formation. Several solutions to regulate the pH of the solution and optimize the releases of cation Mg2+ and Ca2+ were considered.

L’analyse du microbiote oral et de son évolution séculaire se fait principalement à partir de l’analyse du tartre dentaire ancien des populations passées et du biofilm dentaire des populations modernes. Nous avons dans un premier temps fait le point des connaissances sur la paléomicrobiologie des bactéries et des archaea contenues dans le tartre dentaire et montré que les archaea faisaient partie du microbiote oral chez l'homme. Dans la deuxième partie, nous avons mis en évidence le répertoire des archaea méthanogènes vivant dans la cavité orale par la culture (une nouvelle espèce Methanobrevibacter massiliense, Methanobrevibacter smithii et Methanobrevibacter oralis). La prévalence de ces archaea était significativement plus élevée chez les patients atteints de parodontite que chez les personnes contrôles. Ensuite, nous avons développé une méthode de génotypage Multispacer Sequence Typing pour typer M. oralis et M. smithii et révélé différents génotypes. Enfin, nous avons analysé le répertoire des archaea méthanogènes dans des échantillons de tartre dentaire ancien datant du 14ème au 19ème siècle. La prévalence et la diversité des archaea méthanogènes dans la cavité orale ont diminué significativement au cours des sept derniers siècles. Des archaea méthanogènes ont été retrouvées dans 75% des prélèvements de tartre dentaire (Candidatus M. massiliense à 44,6%, M. oralis à 19,6%, Methanomassiliicoccus luminyensis-like à 12,5%, Candidatus Nitrososphaera evergladensis-like dans un prélèvement et Methanoculleus bourgensis dans un autre prélèvement). Un prélèvement de tartre positif pour Candidatus M. massiliense a été documenté par hybridation in situ en fluorescence. / The analyses of oral microbiome and its secular evolution mainly use dental calculus in past populations and dental plaque in modern populations. In our thesis, we initially reviewed the knowledge actual about bacteria and archaea paleomicrobiology of the dental calculus. The review disclosed that archaea taked part in the secular core-microbiota in past and modern populations. In the second work, we demonstrated the repertoire of methanogenic archaea currently living in the oral cavity using culture-based approach and succeeded in isolating for the first time a new species named Methanobrevibacter massiliense in addition to Methanobrevibacter smithii and Methanobrevibacter oralis from dental plaque in periodontitis patients. This work showed that the prevalence of methanogens was significantly higher in periodontitis patients than in controls. Some methanogenic archaea were involved in periodontitis. Then, we developed Multispacer Sequence Typing to evaluate M. oralis and M. smithii and revealed different genetic variants in these archaea. Finally, we examined the repertory of methanogenic archaea in ancient dental calculus dating from the 14th to the 19th century. The prevalence and diversity of methanogenic archaea in the oral cavity decreased significantly during the last seven centuries. Methanogenic archaea were found in 75% of dental calculis (Candidatus M. massiliense, 44.6%; M. oralis, 19.6%; Methanomassiliicoccus luminyensis-like, 12.5%; Candidatus Nitrososphaera evergladensis-like in one and Methanoculleus bourgensis in one specimen). One Candidatus M. massiliense dental calculus was further documented by fluorescent in situ hybridization.

Dans le but d’étudier la santé dentaire d’une partie de la population du cimetière Saint-Antoine (1799-1854), 105 individus ont été analysés pour la première fois avec une approche très détaillée. Cette approche nous a permis d’explorer des variations possibles entre les diverses catégories d’une population urbaine grandissante au début de l’industrialisation. Les pathologies dentaires à l’étude étaient la carie, l’usure dentaire, l’hypoplasie de l’émail, le tartre ainsi que quelques pathologies complexes (pathologies associées à la carie, à l’étiologie traumatique et parodontale et des formations tumorales). La question centrale était de voir s’il y a des différences au niveau de ces variables paléopathologiques entre les hommes (38) et les femmes (43) de l’échantillon, mais également entre les adultes (90) et les juvéniles (15). Les résultats nous montrent que la plupart du temps, la santé dentaire ne varie pas de manière significative en fonction du sexe. Cependant, quelques tests ont montré des différences, lorsque l’on compare la fréquence des caries selon le type de dent précis, notamment la dent 37 (gM2) qui était plus affectée chez les femmes (20%) que les hommes (13%). La position de la carie sur la dent était également significativement différente entre les sexes : pour la jonction émail-cément (J.E.C.), les hommes étaient plus affectés (52%) que les femmes (32%). L’hypoplasie sévère semblait aussi affecter davantage les femmes (18%) que les hommes (2%). Finalement, les juvéniles ne présentaient presqu’aucune pathologie dentaire. En effet, pour les caries, 80% des juvéniles n’avaient pas de caries, alors que seulement 10% des adultes n’étaient pas touchés. Des différences se sont révélées particulièrement significatives entre les juvéniles et les adultes pour diverses pathologies (caries, tartre, hypoplasie de l’émail) et sur les dents suivantes : 27 (gM2), 37 (gM2), 36 (gM1) et 47 (dM2). Au niveau de la dentition postérieure, cette recherche a donc permis de relever une santé légèrement plus détériorée chez les femmes que les hommes, ainsi qu’une augmentation des pathologies avec l’âge, faits qui concordent avec la littérature générale. Un échantillon plus grand permettrait de vérifier si ces résultats reflètent réellement des différences sanitaires en lien avec divers facteurs (ex. alimentation, hygiène, fertilité) et autres traces de maladies (ex. pathologies osseuses). / To study the dental health of a portion of the population from the Saint-Antoine cemetery (1799-1854), 105 individuals were analyzed for the first time using a detailed approach. This approach permitted us to study the possible variations between categories from an urban and pre-industrialised population. The dental pathologies under study were cavities, dental wear, enamel hypoplasia, dental calculus, and other complex dental pathologies (periodontal diseases, traumatic dental diseases, and dental cysts). The main objective is to find if there are palaeopathological differences between the men (38) and women (43) of the sample, but also if we can notice trends between the juveniles (15) and adults (90). The results show that in terms of general dental health, the men and women of the sample do not show significant differences. However, a few statistic results showed differences, especially when we compare the cavities on specific teeth. Indeed, tooth 37 (second left lower molar) was most affected in the women`s sample (20%) compared to the men’s sample (13%). Another significant result was for the cavity when situated on the cemento-enamel junction, the men were significantly more affected (52%) than women (32%). The last significant result was for the category « severe hypoplasia » and the women were more affected (18%) than men (2%). Finally, almost all the juveniles did not show signs of dental pathologies. In fact, 80% of the adults were affected by cavities whereas only 20% of the juveniles were affected. Also, almost all the pathologies were absent in the juvenile sample, while they were much more represented in the adult sample. The pathologies that affected the adults were: dental cavities (four teeth in particular, 27 (second left upper molar), 37 (second left lower molar), 36 (first left lower molar) and 47 (second right lower molar)), dental calculus and enamel hypoplasia. This research has allowed us to note subtle differences regarding the posterior dentition between the men and women, as well as significant differences between the adults and non adults of the sample, which is consistent with the literature. A bigger sample would allow us to verify if these results really reflect sanitary differences related to multiple factors like diet, hygiene and fertility as well as other pathologies (bone pathologies).