Dissertations / Theses: 'Procédé en cellules entières'

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Erdem, Elif. "NADPH dependent oxyfunctionalization by Baeyer-Villiger monooxygenases in cyanobacteria." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0119.

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Abstract:

Le poly-ɛ-caprolactone (PCL) est un polymère biodégradable d’intérêt, synthétisé par action de peracides, explosifs à large échelle, sur la cyclohexanone. Des Baeyer-Villiger monooxygénases (BVMO) catalysent cette oxydation dans des conditions douces mais nécessitent l'apport stœchiométrique de composés organiques auxiliaires pour le recyclage de cofacteurs. De plus, en cellules entières, l'approvisionnement en O2, limité par la vitesse de transfert et la respiration des cellules, plafonne la densité cellulaire utilisable et donc la productivité volumétrique. Récemment, des cyanobactéries recombinantes produisant une BVMO ont permis d’utiliser H2O comme donneur d'électrons et d’exploiter la production photosynthétique d’O2, mais avec une productivité faible. Nous décrivons ici un procédé alternatif reposant sur le clonage d'une nouvelle BVMO, issue de la bactérie Burkholderia xenovorans, dans Synechocystis PPC6803 et dans une souche modifiée de celle-ci, Synechocystis ∆flv1, pour laquelle la chaîne de transport d'électrons photosynthétiques (PETC) a été partiellement réorientée via la délétion de protéines de flavodiiron. Une activité spécifique de 25 U.gDCW-1 a ainsi été atteinte à haute densité cellulaire. Nous avons ainsi démontré le potentiel des cyanobactéries oxygéniques comme châssis pour l'oxydation enzymatique de cétones, améliorant l'économie d’atomes de la biocatalyse redox et fournissant du dioxygène pour les réactions d'oxy-fonctionnalisation. Le procédé décrit est un procédé soutenable, utilisant la lumière comme source d’énergie, l’eau et le gaz carbonique comme sources d’hydrogène, d’oxygène et de carbone, et qui répond aux exigences de la chimie verte
Poly-ɛ-caprolactone (PCL) is a biodegradable polymer of interest, synthesised by the action of peracetic acid, a large-scale explosive reagent, on cyclohexanone. Baeyer-Villiger monooxygenases (BVMOs) catalyse this oxidation under mild conditions but require the stoichiometric addition of organic auxiliary compounds for NADPH cofactor recycling. Furthermore, in whole-cell processes, the oxygen supply, often limited by the transfer rate and cell respiration, caps the usable cell density and thus the volumetric productivity. Recently, recombinant cyanobacteria producing BVMO made possible to use H2O as an electron donor and exploit photosynthetic O2 production, albeit with low productivity (by-product formation). Here, we described an alternative process based on the cloning of a new BVMO, from the bacterium Burkholderia xenovorans, in Synechocystis PPC6803 and in an engineered strain, Synechocystis ∆flv1, for which the photosynthetic electron transport chain (PETC) was partially redesigned via the deletion of flavodiiron proteins. Thus, high specific activities (25 U.gDCW-1) were achieved at high cell densities. We thus demonstrated the potential of oxygenic cyanobacteria as a chassis for the enzymatic oxidation of ketones, improving the atom economy of redox biocatalysis and providing oxygen for oxyfunctionalisation reactions. The process described is a sustainable process, using light as an energy source, water and carbon dioxide as sources of hydrogen, oxygen and carbon, and meets the requirements of green chemistry

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Bilodeau, Philippe. "Mesure par microscopie holographique numérique des propriétés viscoélastiques des cellules entières." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37528.

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Abstract:

L’étude des propriétés viscoélastiques des cellules entières par microscopie optique permet de soutirer de l’information unique sur les caractéristiques des cellules. Il est d’autant plus pertinent d’analyser ces propriétés tout au long de la maturation des cellules en culture pour en extraire de l’information sur le développement ainsi que sur la santé de celles-ci. Cependant, la grande majorité des techniques d’imagerie nécessite l’ajout d’un agent de marquage, alors que les méthodes permettant de mesurer les propriétés viscoélastiques cellulaires sont d’autant plus invasives. L’emploi de la microscopie holographique numérique est proposé, car cette méthode permet d’imager en temps réel des cellules en culture sans technique de marquage et d’en tirer des données quantitatives. De plus, la microscopie holographique numérique permet d’observer à l’échelle nanoscopique des déformations induites sur ces cellules, sans contact physique entre les cellules et un instrument externe. Le but de ce projet est de développer des tests en écoulement cisaillé permettant d’obtenir les propriétés viscoélastiques des cellules entières de façon précise et non invasive. Les réponses en déformation des cellules, face à la contrainte induite par le fluide en mouvement, sont ensuite interprétées par des modèles viscoélastiques auxquels les propriétés, telles que les constantes de rigidité et de viscosité, sont extraites pour toute la culture simultanément. Les résultats ont montré que les tests en écoulement cisaillé permettent de mesurer les propriétés viscoélastiques des cellules entières de façon non invasive. Une différence significative a été observée entre les propriétés des cellules NIH 3T3, HEK 293T/17 et des neurones. La constante de rigidité E1, ainsi que la constante de viscosité h2 des modèles Standard et Burgers sont des propriétés viscoélastiques des cellules entières permettant la distinction de ces types cellulaires.
The study of viscoelastic properties of whole-cell by optical microscopy allows one to obtain unique information on cell features. It is all the more important to assess those properties all along cultured cell maturation to extract information on its development and health. However, a vast majority of imaging techniques require a marking agent, whilst methods to measure viscoelastic properties are equally invasive. The use of digital holographic microscopy is proposed, since this method allows to image cell culture in real-time without a marking technique and provides quantitative images. Moreover, digital holographic microscopy provides screening deformation at nanoscopic scale induced on cells, without physical contact between the cells and an external instrument. The goal of this project is to develop shear flow assays allowing precise and non-invasive measurements of whole-cell viscoelastic properties. Cell deformation responses caused by the fluid shear stress are interpreted by viscoelastic models where rigidity and viscosity constants are extracted for the whole cell culture simultaneously. Results have shown that shear flow assays allow non-invasive whole-cell measurements of viscoelastic properties. A significant difference between cell properties of NIH 3T3, HEK 293T/17 and neurons have been found. The rigidity constant E1 and the viscosity constant h2 from Standard and Burgers models are viscoelastic properties to be used to discriminate those cell type.

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El, Maataoui Mohamed. "Embryogénèse somatique chez le chêne liège (Quercus suber L. ) : induction, étude cytohistologique et essai de régénération de plantes entières." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30039.

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Abstract:

Des embryons somatiques ont ete obtenus chez le chene liege (quercus suber l. ) a partir d'explants caulinaires herbaces, preleves sur des semis ages de 6 a 8 mois et a partir d'embryons zygotiques excises au stadce cotyledonaires precoce. Dans le premier cas, il s'agit d'un phenomene assez rare, ne se produisant que chez 3% des explants alors que dans le second cas, les pourcentages d'embryogenese peuvent atteindre la majorite des explants. Une etude cytohistologique a permis de suivre aux niveaux cellulaire et tissulaire les modalites de mise en place des elements embryogenes et de preciser l'ontogenese des embryons somatiques. Ces derniers se forment le plus souvent d'une maniere indirecte, au sein de proliferations tissulaires de type friable. Ils sont edifies par des cellules embryogenes qui subissent une segmentation similaire a celle qui intervient dans l'embryogenese zygotique. Ces cellules embryogenes sont en rapport avec des cellules volumineuses et vacuolisees dont la morphologie rappelle les suspenseurs rencontres dans l'embryogenese des gymnospermes. Les embryons somatiques obtenus deviennent rapidement le siege de deviations morphogenetiques comme la monocotylie, la germination precoce et l'embryogenese adventive, qui interferent considerablement avec la regeneration de plantes entieres. Dans nos conditions experimentales, celle-ci n'a ete possible que moyennant une longue periode de maturation pendant laquelle il se produit une importante accumulation de reserves, en particulier amylacees

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L'Écuyer-Coelho, Hélène. "Développement d'un procédé pour la culture à haute concentration de cellules végétales." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0009/MQ60902.pdf.

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Mandon, Céline. "Mise au point d'un bioessai à cellules entières, pour la détection de pollutions, basé sur la technologie du promoteur de stress." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10276.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est la mise au point d'un bioessai luminescent, permettant d'apprécier rapidement la toxicité globale d'un milieu complexe, grâce à des systèmes biologiques génétiquement modifiés. Le principe est basé sur l'association d'un promoteur de stress (hsp22 ou hsp23 de drosophile) et d'un gène rapporteur, codant une protéine bioluminescente (luciférase) ou fluorescente (EGFP), insérés dans une matrice cellulaire. Les premiers essais, réalisés grâce à des levures, ont montré que cet organisme ne correspondait pas aux critères de sensibilité de ce système. La génération de promoteurs génétiquement manipulés a permis de produire des clones recombinants de lignées cellulaires humaines (HeLa ou HepG2) et d''améliorer les performances du test. Les résultats en présence de composés toxiques tels que des métaux lourds, des perturbateurs endocriniens et d'échantillons environnementaux, ont permis l'induction de la transcription du gène rapporteur avant la manisfestatin de cytotoxicité

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Daligault, Franck. "Contribution à l'étude de bioconversions utilisant la microalgue Chlorella sorokiniana : : aspects mécanistiques de la désaturation ; oxydation de thioéthers par des cellules entières." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10063.

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Abstract:

Dans l'optique de mieux cerner le mécanisme moléculaire des désaturases, une étude consistant à incuber des cellules entières en présence d'analogues soufrés d'acides gras a été menée sur la microalgue verte Chlorella sorokiniana. L'analyse de la régiocryptochimie des D9 et D12-désaturases a permis de mettre en évidence l'implication d'un mécanisme séquentiel. L'utilisation d'analogues soufrés adéquats a également permis de démontrer la présence d'un transfert d'oxygène hautement stéréosélectif du site actif vers l'atome de soufre pour la D12-désaturase. La détermination des configurations absolues des sulfoxydes obtenus a été envisagée par l'intermédiaire de la résonance magnétique nucléaire à l'aide de réactifs de déplacement chimique. La validité de cette approche a été vérifiée sur des sulfoxydes synthétisés sous forme énantiomériquement pure. Enfin, l'aptitude de cellules entières à oxyder des thioéthers prochiraux a été déterminée en terme de rendement et d'énantiosélectivité.

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Valverde, Lucas. "Conception de cellules bipolaires commutables pour la technologie « Resistive Random Access Memory »." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/6041.

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Abstract:

Avec le développement des technologies portables, les mémoires de type flash sont de plus en plus utilisées. Les compétences requises pour répondre au marché florissant augmentent chaque année. Cependant, les technologies actuelles sont basées sur l’intégration de transistors. Leurs performances impliquent un long temps d’écriture et des tensions d’opérations importantes. La technologie Resistive Random Access Memory (RRAM) permet de répondre aux problématiques liées aux mémoires de type flash. La simplicité de fabrication de ces mémoires permet une forte densité d’intégration à faible coût. Également, les performances attendues par cette technologie dépassent les performances actuelles de Dynamic Random Access Memory (DRAM). Les études réalisées actuellement au sein de la communauté scientifique permettent de déterminer les meilleures performances selon le choix des matériaux. Les premières études se concentraient sur l’oxyde de titane TiO2 en tant qu’isolant, puis avec l’augmentation de l’intérêt envers cette technologie le nombre d’oxydes étudiés s’est élargi. Les dispositifs conventionnels utilisent une couche d’oxyde comprise entre deux électrodes métalliques. En augmentant la densité de dispositifs dans des circuits en matrices croisées, l’isolation entre les points mémoires n’est pas garantie et les courants de fuites deviennent un facteur limitant. Pour éviter ces problèmes, le contrôle de chaque cellule est réalisé par un transistor, on parle d’architecture 1T1R avec n transistors nécessaires pour n points mémoires. En 2008 Dubuc[1] propose un nouveau procédé de fabrication: le procédé nanodamascène. En adaptant ce procédé, et en disposant deux cellules dos à dos, nous créons un composant qui ne nécessite plus de transistor de contrôle [2]. Cela permet, en outre, de réduire les courants de fuite et simplifie l’adressage de chaque cellule. Les dispositifs sont incorporés dans une couche offrant une surface planaire. Il n’y a pas de limite technique à la superposition des couches, ce qui permet une haute densité d’intégration dans le Back-end-of-line du CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor), offrant de nouveaux horizons à la technologie RRAM. Suivant les éléments précédents, mon projet de maîtrise a pour objectif de démontrer la possibilité de fabriquer des cellules RRAM en utilisant le procédé nanodamascène. Ce développement implique la fabrication, pour la première fois, de dispositifs micrométriques de type croisés et planaires en utilisant des architectures dont la fabrication est maîtrisée au sein du laboratoire. Cela permettra de mettre au point les différentes procédés de fabrication pour les deux types de dispositifs, de se familiariser avec les techniques de caractérisation électrique, d’acquérir des connaissances sur les matériaux actifs, et proposer des premiers dispositifs RRAM.

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Thepenier, Cédric. "Optimisation d'un procédé de culture d'épiderme autologue : influence d'un feeder humanisé et d'une faible tension d'oxygène." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077083.

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Abstract:

Notre objectif général est l'amélioration de la technique de culture d'épiderme autologue pour le traitement des grands brûlés. Pour cela nous avons rapproché de la physiologie cutanée les conditions de culture de kératinocytes primaires humains en prenant en compte le taux d'oxygène. D'autre part nous testé l'effet que ce paramètre produisait sur la croissance des kératinocytes cultivés sur cellules nouricières murines (méthode de Green) et sur leur remplacement par des cellules nourricières humaines dans l'éventualité d'une interdiction des produits xénogéniques au sein des greffons. Nous avons pu montrer tout d'abord que la densité optimale de cellules nourricières murines dépendait de la P02, et qu'une densité optimale pour une P02 de 20% pouvait s'avérer inhibitrice à 3%. A leurs densités de feeder optimales, les cultures à basse concentration d'02 (3%) ont montré un rendement 4,2 fois supérieur à ce qu'il est à 20% pour un même jour d'arrêt de culture. Cette augmentation de prolifération est un effet stable sur plusieurs passages, et s'accompagne d'une augmentation de la clonogénicité sur les passages tardifs. Pour les cultures issues de certains donneurs, abortives dans les conditions usuelles de culture (20% de p02), une basse concentration d'02 a par ailleurs rendu la culture possible sur un plus grand nombre de passage, montrant que cet effet ne se produit pas au détriment de la capacité d'autorenouvellement de la population. Enfin, les kératinocytes issus de cette modification de la méthode classique de culture conservent leur potentiel à engendrer un épiderme in vivo sur souris NOD/SCID. Par ailleurs, l'augmentation de prolifération a également pu être observée sur deux sources de cellules nourricières humaines, des cellules stromales mésenchymateuses de moelle et des fibroblastes dermiques. La capacité à engendrer un épiderme différencié in vivo après culture sur cellules humaines en hypoxie est là aussi maintenue. Enfin, il semble que cet effet d'une basse concentration d'oxygène passe par plusieurs mécanismes : directs, la prolifération de kératinocytes de lignées HaCat sans cellules nourricières étant augmentée pour une P02 à 3%; et indirects, le milieu conditionné par des cellules nourricières murines à 3% de p02 ayant plus d'effet sur la prolifération que celui issu de 20%. Ces résultats préliminaires sont en faveur d'une modification du protocole de culture d'épiderme utilisé en clinique depuis 1981 par la culture à basse concentration d'oxygène. Les bénéfices attendus pour le patient, outre la réduction du délai de culture, portent sur le sauvetage de cultures abortives et sur l'apport de kératinocytes moins différenciés, paramètre associé à une réduction de l'évolution vers la fibrose cutanée sur des modèles murins
To enhance the production conditions for cultured epidermal autografts (CEA) for large burns, we sought to study the in vitro effect of a low oxygen level on epidermal growth. We tested this parameter on CEA grown on murin feeder cells (Green's method) as well as human feeder cells. We first could evidence that the optimal feeder density depended on the oxygen level. A feeder density made optimal at 20% 02 could prove inhibitory on keratinocyte growth at 3% 02. At their respective best feeder densities, low oxygen level (3%) led to an average 4,2 fold increase in keratinocyte yield for a same arrest day as compared with 20% culture. This effect proved to be stable on several successive passagings, showing the increase in proliferation did not take place at the expense of tell self renewal. Keratinocytes grown at a low oxygen level kept their ability to form a stratifying epidermis on an in vivo NOD/SCID mouse excisional model. In parallel, the increase in proliferation was also observed when keratinocytes were cultured on human feeder cells, bone marrow mesenchymal stroma' cells and dermal fibroblasts. This effect of a low oxygen tension on keratinocytes appears to be partly direct, as the growth rate of HaCat feederless keratinocytes was enhanced at 3% vs 20% 02. It is also partly an indirect effect, as conditioned medium from murin feeder cells cultured in hypoxia has a more pronounced positive effect on keratinocyte growth than its normoxic counterpart. These preliminary resuits could lead to the modification on the culture protocol currently in use for the majority of CEA grafts for large burns. The expected benefits for the patients, beyond slightly shortening culture time, would include salvaging abortive cultures and bringing less differentiated keratinocytes, a parameter linked with a decrease in fibrotic evolution on murin models

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Bouhlel, Wafa. "Procédé d'encapsulation à base d'hydrogels pour le développement de micro-tissus cellulaires." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS414.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'amélioration d'un procédé d'encapsulation à base d'hydrogels pour la culture cellulaire tridimensionnelle. Des capsules submillimétriques sont formées via la co-extrusion à haute vitesse de solutions de macromolécules, formant ainsi un jet composé. Les gouttes résultant de la fragmentation du jet possèdent une géométrie de type cœur/coque dont l'enveloppe est composée d'alginate qui est ensuite solidifiée après immersion dans un bain de gélification. L'utilisation de matériaux biologiques a nécessité la mise en place d'un système d'injection séquentiel afin de manipuler de faibles volumes, inférieurs au mL. Cette approche est alors accompagnée d'une variation longitudinale de la concentration de particules en suspension lors de leur écoulement dans le tube d’injection. Cette dispersion peut être inhibée en ajoutant une bulle à chaque extrémité de l'échantillon afin de le compartimenter. Une déstabilisation de la suspension initialement homogène est observée lorsque l’inertie du fluide porteur rentre en jeu à l’échelle des particules. Ces particules micrométriques induisent un battement et des fluctuations de vitesse du jet entrainant la coalescence des gouttes et ainsi une polydispersité. Enfin, un hydrogel de collagène, mimant la matrice extracellulaire, a été implémenté au cœur des capsules afin de favoriser l'adhésion des cellules épithéliales de l’intestin et des canaux biliaires. Les cellules forment alors au sein de ces matrices un épithélium polarisé et fonctionnel. La formation de ces capsules a nécessité la formulation de la solution de collagène compatible avec le procédé et aux conditions physiologiques des cellules
This thesis concerns the improvement of a hydrogel encapsulation process for three-dimensional cell culture. Submillimetric capsules are formed via high speed co-extrusion of macromolecules solutions, thereby forming a compound jet. The drops resulting from the fragmentation of the jet have a core/ shell type geometry where shell is composed of alginate. This layer is then solidified after immersion in a gelling bath. The use of biological materials required the implementation of a sequential injection system to manipulate small volumes, less than 1 mL. This approach is then accompanied by a longitudinal variation of the concentration of the suspended particles flowing in the injection tube. This dispersion can be inhibited by adding air bubbles at each end of the sample to segment it. A destabilization of the suspension initially homogeneous is observed when liquid inertia comes into play at the particle’s scale. These micrometric particles induce a flapping motion and jet speed fluctuations causing the coalescence of the drops and thus a size polydispersity. Finally, a collagen hydrogel, which mimics an extracellular matrix, has been implemented in the capsule’s core to promote adhesion of epithelial cells forming intestine and bile ducts. Within this matrix, the cells form a polarized and functional epithelium. The formation of these collagen capsules required the formulaiton of the collagen solution compatible with the process and the physiological conditions of the cells

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Trouillard, Martin. "L'organisation de la chaîne de transfert d'électrons respiratoire : développement d'une nouvelle méthode pour l'étude spectrophotométrique en temps réel des transferts d'électrons respiratoires dans des cellules entières." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066647.

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Abstract:

Le moyen principal par lequel la majorité des êtres vivants parvient à disposer de l'énergie nécessaire à l'entretien et au développement cellulaires est la respiration, ensemble de réactions d'oxydo-réduction couplées à la synthèse d'ATP, « monnaie » énergétique de la cellule, par le biais d'une translocation de protons de part et d'autre de la membrane interne des mitochondries. Un sujet central dans l'étude de la chaîne de transfert d'électrons (CTE) respiratoire réside dans le mode d'organisation des éléments qui la constituent. En particulier, un nombre important d'expériences récentes ont démontré la possibilité d'isoler par des moyens biochimiques des « supercomplexes » constitués de plusieurs des complexes de la chaîne respiratoire physiquement associés entre eux, menant à une remise en cause du « modèle des collisions aléatoires » prédominant jusqu'alors. Afin de contribuer à répondre à cette question, nous avons développé une méthode permettant l'observation spectrophotométrique en temps réel des transferts d'électrons respiratoires dans des cellules intactes de S. Cerevisiae, et possiblement d'autres organismes. Cette technique est basée sur l'approche « flow-flash » inventée par Gibson & Greenwood en 1963, et largement mise en oeuvre par la suite dans l'étude de la cytochrome c oxydase in vitro. Nous démontrons par cette approche l'absence de contraintes pesant sur la diffusion du cytochrome c, suggérant que les supercomplexes ne canalisent pas les transporteurs solubles de la respiration dans la CTE des cellules entières.

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Schirr-Bonnans, Martin. "Fonctionnalisation de surfaces et d'interfaces dans les cellules solaires organiques imprimées." Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO4005.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre l'entreprise DISASOLAR et l'Université de Limoges pour développer un savoir-faire dans l'impression de cellules photovoltaïques organiques sur substrats plastiques. Les cellules organiques à l'architecture classique présentent certaines limitations en termes de durée de vie. Elles sont liées à la fois à la structure en elle-même et aux matériaux utilisés, en particulier au PEDOT:PSS. Le premier objectif est de remplacer ce polymère d'interface par des oxydes métalliques tels que les oxydes de Tungstène, de Vanadium ou de Molybdène. Ils sont d'abord testés en cellule par évaporation pour être ensuite intégrés via un dépôt par voie liquide (sol-gel ou dispersion de nanoparticules) pour préparer leur impression. Le second objectif est d'adapter chaque étape du procédé d'élaboration des cellules pour les rendre compatibles avec un substrat plastique. Pour améliorer la robustesse du procédé et la stabilité des cellules, nous introduisons la structure inversée. Cependant, les cellules sur plastique conservent des performances plus faibles que leur équivalent sur verre. Pour palier cela, nous portons notre regard vers l'intégration de couches dipolaires dans le but d'améliorer les transferts de charges entre les différents matériaux. En choisissant judicieusement le sens et l'intensité du moment dipolaire d'une molécule greffée, nous améliorons jusqu'à 25 % le rendement de conversion de nos cellules sur plastique
This work is part of a partnership between the company DISASOLAR and the University of Limoges (whose common goal is to develop. . . ) in the development of a know-how in the printing of organic photovoltaic solar cells on plastic substrates. Organic solar cells with a classic structure show certain life-time limitations due to the structure itselfs as well as to the materials used, in particular PEDOT:PSS. Thus, the first goal is to replace this interfacial polymer with metallic oxides like Tungsten, Vanadium or Molybdenum oxides. In order to do so, they are tested in cells by evaporation before being integrated via a liquid coating (sol-gel or nanoparticles dispersion) to prepare for their printing. The second goal is to adapt each step of the production process to make them compatible with a plastic substrate. To improve the reliability of the process and the cell's stability, we introduce the inverted structure. However, the performance of solar cells on plastic subtrates remains weaker than their counterparts on glass substrates. To reduce this difference, we look to the integration of dipolar layer in order to improve the charge transfer between the different materials. By carefully choosing the direction and the intensity of the grafted molecule's dipolar momentum we increase the power conversion efficiency of our solar cells on plastic substrates by up to 25%

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Zehani, Mongia. "Optimisation du procédé polyol pour la synthèse de nanoparticules d'oxyde de zinc : mise à l'échelle du procédé et applications photovoltaïques." Thesis, Paris 13, 2014. http://www.theses.fr/2014PA132044/document.

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Abstract:

Grâce aux développements des méthodes de synthèse et de caractérisation, les nanomatériaux constituent un champ d'investigation de plus en plus actif et attractif. Cette thèse s'attache à étudier un procédé de synthèse de nanoparticules d’oxyde de zinc par voie polyol. Ce procédé a l’avantage de fournir une large variété morphologique de particules présentant une bonne qualité cristalline. Dans cette thèse, nous montrons qu’en variant les paramètres de synthèse nous pouvons moduler la taille, la distribution de taille et la morphologie des nanoparticules pour les obtenir en forme de nanosphères aussi fines que 6 nm ou des nanofils aussi longs que600 nm. Notre étude systémique a porté sur un ensemble de paramètres qui contrôlent la réaction d’hydrolyse forcée incluant la stoechiométrie, la température, la nature du polyol mais également l’agitation, l’injection des réactifs et l’activation par ultra sons du milieu. Nous montrons que la forme des nanoparticules est déterminée par la compétition entre les réactions de croissance de différentes faces du cristal d’oxyde de zinc. Notre étude a permis aussi de comparer différents dispositifs de mélange comme le réacteur du laboratoire, le T de mélange et les jets libres. Par ailleurs, pour produire en masse ces nano objets nous avons développé une stratégie originale pour comprendre l’effet du mélange sur la taille des nanoparticules. Notre approche s’appuie sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes et la corrélation entre les profils d’énergie turbulente dissipée et la taille des nanoparticules mesurée expérimentalement. L’application au cas spécifique de l’oxyde de zinc nous a permis de produire jusqu’à ~50 g de nanoparticules par Batch. Ces nanoparticules ont par la suite été incorporées comme matériau semi conducteur dans des cellules photovoltaïques à colorant préparées à l’École Nationale Supérieure de Chimie de Paris. En effet, la richesse morphologique de ZnO obtenu par voie polyol laisse présager une bonne adsorption du colorant à sa surface. Nos résultats montrent que les rendements de photoconversion dépendent aussi bien de la morphologie que de la taille. Les meilleures cellules élaborées dans cette thèse ont un rendement qui avoisine 5.3 %
Thanks to developments in synthesis methods and characterization techniques, nanomaterials research field is increasingly active and attractive. This thesis aims to investigate the polyol process for zinc oxide nanoparticles synthesis. Indeed, this method has the advantage of providing a wide variety of particle morphology with a good crystalline quality. In this thesis, we show that by varying the synthesis conditions we can adjust the size, the size distribution and the morphology of nanoparticles to obtain either shaped nanospheres as small as 6 nm or nanowires as long as 600 nm. Our systemic study focused on a set of parameters that control the forced hydrolysis reaction including stoichiometry, temperature, nature of the polyol but also mixing, injection of reagents and ultrasound activation. We show that the shape of the nanoparticles is determined by the competition between growth rates of different zinc oxide crystal facets. Our study also compared different mixing devices such as laboratory reactor, T- mixer and impinging jets. More over, to mass produce zinc oxide nanoparticles, we developed an original strategy to understand the effect of mixing on nanoparticle size. In our approach, we correlate the turbulent energy dissipated as obtained from Computation Fluid Dynamics with theme asured nanoparticle size. The application to the specific case of zinc oxide has allowed us to produce sample aliquots of ~50 g per Batch. These nanoparticles were subsequently incorporated into dye-sensitized solar cells as semi conducting material at the École Nationale Supérieure de Chimie de Paris. Indeed, the morphological richness of the zinc oxide produced via polyol process suggests good adsorption of the dye on their surfaces. Our results show that the photoconversion efficiencies depend both on the morphology and the size. Our best photoconversion efficiency approaches 5.3%

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Bellanger, Pierre. "Etude d'un procédé de recristallisation de plaquettes de silicium fritté pour la réalisation de cellules solaires photovoltaïques." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0115/these.pdf.

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Abstract:

Aujourd'hui dans le domaine du photovoltaïque, les différentes étapes de fabrication de plaquettes de silicium restent trop chères, principalement en raison d'une forte consommation d'énergie et de matière première. En effet, environ 50 % de silicium est perdu durant l'étape de sciage des lingots et parmi les différentes voies explorées qui permettent d'éviter cette étape, le frittage de poudre de silicium est très prometteur pour la production de plaquettes de grande surface. L'entreprise S'tile située à Poitiers développe un nouveau procédé de fabrication de plaquettes composé de deux étapes : une étape de frittage basée sur la compression de poudre de silicium à haute température et une étape de recristallisation qui est nécessaire pour obtenir une structure cristalline adaptée à la réalisation de cellules photovoltaïque. Dans ce travail de thèse, l'échantillon est recristallisé par ZMR (Zone metting recristallisation) ou par FWR (Full Wafer Recristallisation). Dans un premier temps, une caractérisation structurale et chimique du matériau est réalisée. Les caractérisation électriques du matériau sont alors mesurées et la mobilité atteint des valeurs de 150 et 250 cm². V⁻¹. S⁻¹ respectivement sur les échantillons recristallisés par FWR et par ZMR. Le dopage de type p est compris entre 5*10¹⁶ et 3*10¹⁷ at/cm ³. La durée de vie atteint des valeurs de l'ordre de la microseconde. Après fabrication de cellules, un rendement de 8,9 % est obtenu en utilisant un procédé simplifié sans texturation. D'autres caractérisations comme la réponse spectrale, la thermographie infrarouge et la mesure de Suns-Voc sont aussi réalisées
Today in the field of photovoltaics the various stages of manufacture of silicon waters are prohibitively expensive, mainly due to high consumption of energy and raw materials. Approximately 50% of the silicon is lest du ring the step of sawing the ingots and among different technologies explored that avoid this step the sintering of silicon powder is highly promising for producing large-area wafers. The company S'TlLE, located in Poitiers, is developing a new two-stage wafer fabrication process comprising a sintering stage based on the compression of silicon powder, and a high temperature recrystallization stage which is necessary to obtain a crystal structure suited to the production of photovoltaic cells. In this thesis, the sample is recrystallized by ZMR (zone melting recrystallization) or FWR (full wafer recrystallization). Initially, a structural and chemical characterization of the material is made. The electrical characteristics of the material are then measured, and the mobility reaches values of 150 and 250 250 cm². V⁻¹. S⁻¹ respectively on samples recrystallized by FWR and ZMR. The p-type doping is 5 * 3 * 10¹⁶ and 10 3*10¹⁷ at/cm ³. The lifetime reaches values of about one microsecond. After the fabrication of cells, an efficiency of 8. 9% is obtained using a simplified process without texturing. Other analyses such as spectral response, thermal imaging and measurement of Suns-Voc are also carried out

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Atteia, François. "Développement d'un procédé de texturation de surface du silicium et intégration sur des cellules photovoltaïques et photodétecteurs." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0158.

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Abstract:

Le piégeage de la lumière est un phénomène initialement observé dans la nature. Avec l’apparition de nouvelles technologies de réalisation à l’échelle nanométrique, il connaît aujourd’hui une forte évolution. Cette capacité à absorber la lumière est devenue essentielle pour un nombre croissant d’applications en particulier le photovoltaïque. Une de ces méthodes est la fabrication de nanostructures en surface du matériau. L’objectif principal de cette thèse est de développer un procédé de modification de la surface du silicium (appelé « Black Silicon ») à température ambiante par gravure plasma qui sera intégré sur une cellule photovoltaïque. Pour atteindre ce but, le travail de thèse s’est déroulé en trois étapes autour de la réalisation de Black Silicon (BS) absorbant plus de 99% de la lumière sur de larges surfaces, puis sur la conception et la fabrication d’une cellule photovoltaïque (PV) sans BS (avec un rendement de 13%), avant d’aborder la dernière étape qui concerne l’intégration et la passivation électrique du BS sur ces cellules PV. En conclusion, la nanostructuration de surface du Silicium, par le procédé que nous avons développé et la preuve de concept réalisée sur des cellules photovoltaïque à contacts arrières interdigités, offrent de nombreuses perspectives dans le domaine de la captation et de la conversion de l’énergie solaire mais également en imagerie
Light trapping is a phenomenon initially observed in the nature. With the advent of new technologies, it is undergoing a strong evolution today. This ability to absorb light has become essential for a growing number of applications, in particular photovoltaics. One of these methods is the fabrication of nanostructures on the material surface.The main objective of this PhD is to develop a process for modifying the surface of silicon (called Black Silicon) at room temperature by plasma etching which will be integrated onto a photovoltaic cell surface. To achieve this goal, the thesis work took place in three stages around the realization of Black Silicon (BS) absorbing more than 99% of light on large surfaces, then on the design and manufacturing of a photovoltaic cell (with a yield of 13%), the last step concerns the passivation of the BSIn conclusion, the surface nanostructuring of Silicon, by the process that we have developed and the proof of concept carried out on photovoltaic cells with interdigitated back contacts, offer numerous perspectives in the field of energy harvesting and solar conversion but also in imaging

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Maalej, Sami. "Contribution à l'étude d'un procédé de production en continu d'acide L-aspartique par cellules de Pseudomonas putida immobilisées." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI244.

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Abstract:

La mise en œuvre des cellules de Pseudomonas putida à haute activité aspartasique pour la production d'acide L-aspartique à partir de fumarate d'ammonium permet d’atteindre de fortes concentrations en produit. L'immobilisation de ces biocatalyseurs permet une très nette stabilisation de l'activité catalytique et une utilisation en réacteur à flux continu. Les performances du réacteur sont contrôlées par les résistances diffusionnelles externes. Le modèle proposé permet une meilleure optimisation du procédé et éventuellement son automatisation.

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Guilbert, Sébastien René Charles. "Les cellules solaires photovoltaiques : optimisation et extension des cellules au silicium amorphe : préparation à l'introduction de nouvelles technologies." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2003/50376-2003-363.pdf.

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Abstract:

Parmi les énergies renouvelables, on rencontre l'énergie photovoltai͏̈que. Les cellules solaires sont en général constitués de silicium qui peut être sous la forme amorphe ou cristalline avec la forme amorphe beaucoup moins onéreuse que la forme cristalline. La société Free Energy Europe produit des cellules solaires au silicium amorphe. Dans le procédé de fabrication, le silicium amorphe est directement déposé sur un substrat de verre recouvert de SnO2. A mon arrivée au sein de cette entreprise, il existait un certain nombre de dysfonctionnements dans le procédé de fabrication engendrant 25% de rejets. La mise en évidence et la résolution de tous ces problèmes ont permis de faire descendre ce nombre de rejets en dessous de 5%. Ensuite, le travail de recherche a été mené dans le but d'optimiser les caractéristiques initiales mais aussi stabilisées (suite à l'effet Staebler-Wronski) des cellules solaires.

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Baba, Kamal. "Développement et optimisation du procédé Spray Plasma de dépôt de couches minces d'oxyde de zinc : application aux cellules photovoltaïques." Paris 13, 2013. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/secure/edgalilee_th_2013_baba.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse a pour but la mise au point et l’optimisation d’un nouveau procédé de dépôt de couches minces d’oxyde de zinc pour des applications photovoltaïques. Le principe de ce procédé, nommé « Spray Plasma », consiste à injecter un aérosol de microgouttelettes d’une solution aqueuse de nitrate ou chlorure de zinc dans un réacteur plasma basse pression. Sous l’effet de l’évaporation rapide et la réactivité du plasma d’argon/oxygène, le précurseur de zinc est transformé en couches minces d’oxyde sur la surface du substrat à température contrôlée. La transformation chimique fait intervenir des radicaux d’oxygène, de OH, des électrons, et des espèces excitées d’argon ou d’oxygène. La caractérisation expérimentale de la décharge par spectroscopie d’émission et par sonde de Langmuir nous a permis de déterminer les paramètres plasma tels que la température électronique (2-4 eV), la température du gaz (400 K), la densité des ions ainsi que l’évolution des espèces réactives du plasma. Parallèlement, ont été développés un modèle hydrodynamique pour calculer l’évolution de la taille et de la température des gouttelettes dans le réacteur d’une part, et un modèle cinétique en volume pour calculer l’évolution des paramètres du plasma d’autre part. La caractérisation des films par différentes techniques (DRX et MEB) nous a montré l’obtention de films nanostructurés avec des vitesses de dépôt de l’ordre de 90 nm/min. Le contrôle des paramètres de dépôt tels que la température du substrat, la concentration en précurseur et la fraction d’oxygène, permet de contrôler l’orientation cristalline, l’épaisseur, la rugosité et la taille des grains des films. Nous avons étudié le rôle de chaque paramètre sur la croissance des films et leurs propriétés structurales, optiques et électriques et corrélé ces résultats avec les caractéristiques du plasma
The aim of this work is the development and the optimization of a new method for ZnO thin film deposition for photovoltaic applications. The principle of this so called Spray Plasma process, is the injection of a spray of micro droplets of an aqueous solution of zinc in a low pressure plasma reactor. Under the effect of evaporation and Ar/O2 plasma reactivity, the precursor is converted to zinc oxide thin films on the substrate surface at controlled temperature. Chemical transformation involves oxygen and OH radicals, electrons and excited species from oxygen or argon. The experimental characterization of the discharge by emission spectroscopy and Langmuir probe allowed the plasma parameters to be determined such as electron temperature (2-4 eV), gas temperature (400 K) and the density of ions. In parallel, two models were developed: a hydrodynamic model to calculate the droplet size and temperature evolution in the reactor, and a kinetic model to calculate the plasma parameter evolution. The characterization of the films by different techniques (XRD and SEM) revealed nanostructured films with a typical deposition rate of 90 nm/min. Control of the deposition parameters such as precursor’s concentration and oxygen ratio allows the control of crystal orientation, thickness, surface roughness and grain size of the deposited films. We studied the role of each parameter on film growth and their properties and correlated these results with the characteristics of the plasma

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Carin, Muriel. "Etude microscopique et macroscopique des transferts de chaleur et de masse dans un procédé de congélation des cellules vivantes." Aix-Marseille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX11006.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'etude des transferts de chaleur et de masse dans un procede de congelation de cellules en suspension. Une approche macroscopique est utilisee pour la validation d'une methode simplifiee de congelation des cellules souches hematopoietiques. L'etude experimentale et numerique est entreprise afin d'identifier les parametres influencant la descente en temperature des poches de cellules placees dans un congelateur a 80\c. A partir des conclusions de cette etude, un protocole est propose. La deuxieme partie de ce travail porte sur le developpement d'un modele elements finis permettant d'etudier la reponse osmotique d'une ou plusieurs cellules lors de la propagation d'un front de solidification. A cette fin, les equations de la chaleur et de la diffusion sont resolues dans un domaine bidimensionnel avec une technique de suivi de front pour suivre les deplacements du front de solidification et de la membrane. L'interaction entre un front de glace et des cellules est etudiee en fonction des vitesses de refroidissement et de la position initiale des cellules.

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Derrien, Thibault. "Nanostructuration de cellules photovoltaïques par impulsion laser ultracourte. : étude numérique des mécanismes de formation." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4005.

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Abstract:

La texturisation de matériaux par irradiation laser ultracourt est un procédé permettant de modifier les propriétés optiques et électriques de la matière en formant des nano et microstructures en surface, apparaissant au cours des irradiations successives. Le contrôle du procédé et le développement des applications nécessitent une compréhension des mécanismes mis en jeu. Les processus intervenant sont étudiés à l'aide de simulations numériques, et sont comparés à des résultats expérimentaux. L'étude est menée dans le cadre de l'augmentation du rendement des cellules photovoltaïques basées sur du silicium massif
Ultrashort laser pulsed texturing is a process which allows to modify optical and electrical properties of matter, through formation of nano and micro structures on surface, appearing from pulse to pulse. Control of the process and developments of the potential applications need a good knowledge of the formation mechanisms. Processes occuring during the interaction are studied using numerical simulations and are compared to experimental results. The study aims to increase the efficiency of solar cells based on bulk silicon

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Parent, Victor. "Développement d'un milieu sans sérum et d'un procédé à grande échelle pour la prolifération de cellules humaines précurseurs du muscle." Doctoral thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27863.

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Abstract:

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique affectant un garçon sur 3500. Elle entraîne une dégénération progressive et irréversible des muscles. Actuellement, la maladie est incurable et aucune thérapie ne permet de traiter les patients de façon efficace et sécuritaire. La thérapie cellulaire, qui consiste à injecter des cellules musculaires humaines saines, les myoblastes, dans les muscles des personnes atteintes de la DMD, a déjà donné des résultats cliniques prometteurs. Par contre, quelques problèmes entravent le développement de cette thérapie. Entre autre, le milieu de culture utilisé pour l’expansion des myoblastes contient du sérum fœtal bovin (FBS). Le FBS est un produit animal non défini pouvant être contaminé par des bactéries, des virus ou des prions. Les risques possibles pour la santé des patients peuvent entraver l'acceptation de la thérapie. Il est donc préférable de remplacer le FBS par un mélange d'additifs définis, notamment par des cytokines. De plus, les procédés de production actuels sont inadéquats pour répondre à la demande en cellules musculaires. Ce projet vise à élaborer un milieu de culture sans sérum pour la prolifération in vitro des cellules musculaires et à développer un procédé de production à grande échelle de ces cellules. Pour développer un milieu sans sérum, une méthode en boucle a été utilisée. Celle-ci se divise en 3 étapes : a) monter une banque de facteurs potentiels en identifiant les récepteurs cellulaires par RT-PCR et par un criblage de la littérature, b) tester ces facteurs en culture en utilisant, entre autre, une planification statistique des expériences (DOE) permettant de vérifier les effets individuels et synergiques de ces additifs et c) ajouter les additifs générant une réponse bénéfique au milieu de culture. Cette boucle a été itérée jusqu'à ce que le nombre de facteurs testés soit suffisant pour que la réponse cellulaire avec le nouveau milieu soit comparable au milieu avec FBS. Pour atteindre l'objectif de mise à l’échelle, le projet s’est limité à la sélection de microporteurs permettant une adhésion efficace des myoblastes. Suite à l'essai par DOE de 9 milieux de base et de 72 additifs, un milieu sans sérum, le LOBSFM, a été développé. Il s'agit, à notre connaissance, du seul milieu de culture sans sérum existant qui est aussi efficace que le milieu traditionnel pour la prolifération des myoblastes. Un brevet a été déposé pour protéger ce milieu. Il permet la prolifération spécifique des myoblastes (~80% myoblastes dans la culture, vérifié par marquage immunocytochimique) aussi efficacement que le milieu standard contenant 15% de FBS, durant au moins 60 jours de culture. De plus, les myoblastes cultivés dans le LOBSFM conservent leur capacité de fusionner et ainsi former des fibres musculaires. Pour ce qui est du procédé de culture, les microporteurs poreux Cytoline2™ ont permis d'obtenir une concentration cellulaire finale de 1,5E6 cell/mL, comparable à la culture en flacon statique. Les pores protègent les myoblastes contre les contraintes hydrodynamiques et permettent une récupération simple des cellules.
Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a genetic disease affecting one boy out of 3500. It leads to progressive and irreversible muscle degeneration. Currently, there is no cure for this disease and no therapy allows an efficient and safe treatment. Cell therapy consists in injecting healthy human muscle cells, myoblasts, into the muscles of DMD patients. Promising results have been obtained in clinical trials using this approach. However, some problems need to be overcome. Particularly, the original culture medium used to expand myoblasts contains Foetal Bovine Serum (FBS). FBS is an undefined product derived from animal, which can be contaminated with bacteria, viruses or prions. The possibility of harmful consequences for the patients hampers the acceptability of the therapy, so FBS must be replaced by a mixture of defined factors such as specific recombinant cytokines. Moreover, the production processes are currently inappropriate to meet the demand for muscle cells. Therefore, this project aims to develop a serum-free medium for the in vitro proliferation of muscle cells and a large-scale process for the production of those cells. A multi-step method was used to develop the serum-free medium. It is divided into three main steps: a) to build a panel of potential factors from a screen of the literature followed by the detection of more than 100 receptors and autocrine factors using RT-PCR, b) to test those factors in culture using statistical design of experiment (DOE) allowing to verify individual and synergistic effects and c) to add the factors that generate beneficial response to the culture medium. Those steps are followed until a cellular response comparable to the culture in standard medium is obtained. To achieve the scale-up objective, the project was limited to the selection of microcarriers that allowed the proper adhesion of myoblasts. The potential factors identified in the first stage, together with additional ones taken from the literature, formed a panel of 9 basal culture media and 72 additives that have been tested by means of DOE. At the end of this process, a serum-free medium, LOBSFM, was developed. To our best knowledge, it is the only existing efficient serum-free medium for myoblast proliferation and a patent has been obtained to protect its use. It allows a specific expansion of myoblasts (~80% myoblasts, verified by immunostaining) comparable to a standard medium containing 15% FBS over a 60-day culture period. Moreover, myoblasts kept their ability to form muscle fibers. Porous microcarriers Cytoline2 allowed a final cell concentration of 1.5E6 cells/mL, comparable to cell expansion in static culture plate. The pores protected the cells against mechanical stresses while the cell recovery remained easy.

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Oliver, Cyril. "Dopage au Bore du Silicium Multicristallin de type N : application à la fabrication de cellules photovoltaïques par un procédé industriel." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20199/document.

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Abstract:

Cette thèse présente le développement d'un équipement permettant le dopage Bore des cellules photovoltaïques à base de silicium de type n. Un four de diffusion, appartenant à la société Semco Engineering a été développé pour tirer profit du procédé LYDOP (Leaktight Yield Doping en anglais), breveté par la société. Ce dernier a permis la mise au point d'un procédé de diffusion du Bore, régulé sous basse pression, intégrant une source dopante gazeuse à base de BCl3 afin d'effectuer le dopage de plusieurs plaques de silicium simultanément. Les principaux paramètres influençant le procédé de dopage ont été étudiés pour obtenir un dopage très uniforme sur plaque et sur nacelle. Une large gamme de résistances carrées d'émetteurs (de 40 à 100 ohm/sq) a été obtenue avec une uniformité inférieure à 5% sur plaque et sur nacelle. Le développement du procédé de dopage a conduit à étudier deux méthodes de fabrication d'une cellule photovoltaïque sur silicium multicristallin de type n. Plusieurs méthodes pour la formation de l'émetteur Bore sur une seule face ont été présentées : masquage (SiNx, SiO2), dopage back-to-back ou gravure chimique. De cette étude, deux procédés de fabrication (flowcharts) ont été développés pour la fabrication de cellules photovoltaïques : la première par gravure à l'hydroxyde de potassium (KOH) de l'émetteur, la seconde en effectuant le dopage bore des cellules en position back-to-back (dos à dos). Un rendement sur cellule de 13,2% et 14,4% a été obtenu respectivement pour chacune des flowcharts. Ces résultats, limités principalement par les étapes de passivation et de métallisation permettent de démontrer l'utilisation du procédé Bore comme solution à la formation des émetteurs p+
This thesis presents the development of an equipment for boron doping of n-type multicrystalline silicon solar cells. A diffusion furnace was developed by Semco Engineering Company. It was built using LYDOP (LeakTight Yields DOPing) technology, patented by Semco. This one permits a simultaneous doping of a big amount of silicon wafers using regulated low pressure processes. Boron diffusion process development was carried out using LYDOP's specifications with BCl3 as gaseous doping source. Main parameters have been studied to control diffusion process. Several sheet resistance values of emitters were achieved (from 40 to 100 ohm/sq) with uniformity under 5% within wafer and within boat by tuning process parameters. Doping process development leads us to investigate how to create a single side emitter with n-type multicrystalline solar cells. Two fabrications flowcharts were presented: one using KOH emitter etches on backside and the other using back-to-back positioning during boron diffusion. Comparison between both flowcharts carried out to 13,2% and 14,4% efficiencies solar cells, respectively on each flowchart. Results are limited by passivation and metallization of emitters. However boron diffusion process demonstrate that LYDOP technology is well adapted to develop n-type solar cells

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Posada, Parra Jorge Ivan. "Optimisation d'un procédé hybride de co-pulvérisation/évaporation pour l'obtention de cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066057/document.

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Abstract:

Les cellules solaires en couches minces à base d'absorbeurs de type Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) représentent une technologie d'avenir à haut rendement de conversion d'énergie. Plusieurs techniques sont utilisées pour synthétiser le CIGS. La pulvérisation cathodique réactive est une technique de dépôt adaptée aux grandes surfaces offrant la possibilité d'effectuer un scale-up industriel. L'objectif de ce travail est de développer et d'optimiser un procédé alternatif hybride de co-pulvérisation/évaporation pour la synthèse du composé CIGS. Pour répondre à cet objectif, différentes études ont été réalisées afin d'assurer le contrôle des différents paramètres de dépôt. Dans un premier temps, la phase plasma a été étudiée à l'aide de la spectroscopie d'émission optique pour pouvoir établir des corrélations entre la composition des couches déposées et les espèces présentes dans le plasma. Ceci a permis d'établir des courbes d'étalonnage et de suivi in-situ de la composition et l'homogénéité de l'épaisseur des couches déposées, ainsi que de déterminer l'existence de différentes modes de pulvérisation, reliés à la température appliquée pour l'évaporation du sélénium. Dans un deuxième temps, différents absorbeurs de CIGS ont été synthétisés à partir du procédé hybride développé. Ces absorbeurs ont été déposés en une et en trois étapes pour analyser l'influence des gradients de composition sur leurs propriétés morphologiques, structurales et optoélectroniques. Un absorbeur de CIGS avec un rendement de conversion maximum de 10,4 % a été fabriqué à partir d'une séquence de dépôt en une étape. Un rendement de 9,4 % a été obtenu avec une séquence dépôt en trois étapes
Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film solar cells are a very promising technology for high efficiency energy conversion. Several techniques are used to synthesize CIGS absorbers. Magnetron reactive sputtering is an attractive deposition technique for depositing CIGS absorbers because of its potential for providing uniform coatings over large areas, thus offering the possibility for more competitive industrial scale-up. The objective of this work is to develop and optimize a hybrid alternative co-sputtering/evaporation CIGS deposition process. To meet this goal, various studies have been conducted to ensure control of the various deposition parameters. Initially, plasma was studied with Optical Emission Spectroscopy in order to establish correlations between plasma species and thin film composition, structure and morphology. This has allowed to establish in-situ calibration curves for monitoring the deposited layers composition and their homogeneity, and to determine the existence of different sputtering modes, linked to the selenium evaporation temperature. Then, different CIGS absorbers were synthesized with the stabilized hybrid process. These absorbers were deposited in one and three stages to analyze the influence of composition gradients on their morphological, structural and optoelectronic properties. A CIGS absorber giving a maximum conversion efficiency of 10.4 % was fabricated with a one step process. A 9.3 % efficiency solar cell was obtained with a three-stage deposition process

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Posada, Parra Jorge Ivan. "Optimisation d'un procédé hybride de co-pulvérisation/évaporation pour l'obtention de cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066057.

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Abstract:

Les cellules solaires en couches minces à base d'absorbeurs de type Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) représentent une technologie d'avenir à haut rendement de conversion d'énergie. Plusieurs techniques sont utilisées pour synthétiser le CIGS. La pulvérisation cathodique réactive est une technique de dépôt adaptée aux grandes surfaces offrant la possibilité d'effectuer un scale-up industriel. L'objectif de ce travail est de développer et d'optimiser un procédé alternatif hybride de co-pulvérisation/évaporation pour la synthèse du composé CIGS. Pour répondre à cet objectif, différentes études ont été réalisées afin d'assurer le contrôle des différents paramètres de dépôt. Dans un premier temps, la phase plasma a été étudiée à l'aide de la spectroscopie d'émission optique pour pouvoir établir des corrélations entre la composition des couches déposées et les espèces présentes dans le plasma. Ceci a permis d'établir des courbes d'étalonnage et de suivi in-situ de la composition et l'homogénéité de l'épaisseur des couches déposées, ainsi que de déterminer l'existence de différentes modes de pulvérisation, reliés à la température appliquée pour l'évaporation du sélénium. Dans un deuxième temps, différents absorbeurs de CIGS ont été synthétisés à partir du procédé hybride développé. Ces absorbeurs ont été déposés en une et en trois étapes pour analyser l'influence des gradients de composition sur leurs propriétés morphologiques, structurales et optoélectroniques. Un absorbeur de CIGS avec un rendement de conversion maximum de 10,4 % a été fabriqué à partir d'une séquence de dépôt en une étape. Un rendement de 9,4 % a été obtenu avec une séquence dépôt en trois étapes
Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film solar cells are a very promising technology for high efficiency energy conversion. Several techniques are used to synthesize CIGS absorbers. Magnetron reactive sputtering is an attractive deposition technique for depositing CIGS absorbers because of its potential for providing uniform coatings over large areas, thus offering the possibility for more competitive industrial scale-up. The objective of this work is to develop and optimize a hybrid alternative co-sputtering/evaporation CIGS deposition process. To meet this goal, various studies have been conducted to ensure control of the various deposition parameters. Initially, plasma was studied with Optical Emission Spectroscopy in order to establish correlations between plasma species and thin film composition, structure and morphology. This has allowed to establish in-situ calibration curves for monitoring the deposited layers composition and their homogeneity, and to determine the existence of different sputtering modes, linked to the selenium evaporation temperature. Then, different CIGS absorbers were synthesized with the stabilized hybrid process. These absorbers were deposited in one and three stages to analyze the influence of composition gradients on their morphological, structural and optoelectronic properties. A CIGS absorber giving a maximum conversion efficiency of 10.4 % was fabricated with a one step process. A 9.3 % efficiency solar cell was obtained with a three-stage deposition process

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Magimel, Alice. "Etude du fractionnement de graines entières oléo-protéagineuses pour l'obtention de fractions multifonctionnelles de type "émulsions actives" dans le domaine de la formulation cosmétique." Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0097.

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Abstract:

Ces travaux concernent l’étude du fractionnement de plantes régionales sélectionnées pour l’obtention de fractions multifonctionnelles de type « émulsions actives » à usage cosmétique afin de permettre la substitution des ingrédients de synthèse (SDS, sulfate de lauryle, éther de glycol, PEG…) et d’élaborer directement des formulations cosmétiques 100% végétal en totum de plante conservant les activités biologiques attendues et biolabelisables. Le choix des matières premières s’est porté sur des graines oléoprotéagineuses. En plus d’être des ressources renouvelables et facilement disponibles, aussi bien issues de l’agriculture conventionnelle que de l’agriculture biologique, elles présentent des compositions très variées. Les graines de chanvre, de colza, de cardon, de pastel et de lin ont été choisies du fait de leur complémentarité en composition en acides gras et en protéines. Des caractérisations physico-chimiques et fonctionnelles liées à leur fraction protéique en particulier ont permis d’obtenir des données fondamentales pour le développement et la compréhension des procédés d’extraction mis en jeu dans ces travaux. Le fractionnement aqueux des graines a été étudié en réacteur batch agité, puis le procédé a été étendu à un procédé continu, de type extrusion bi-vis plus largement exploré. Le fractionnement aqueux en réacteur thermo-mécanochimique (TMC) des graines oléoprotéagineuses entières, seules puis en mélanges a été mis en oeuvre, puis un actif polysaccharidique naturel a été introduit in situ par le biais de la phase aqueuse extractante afin d’obtenir des fractions enrichies en molécules d’intérêt et d’augmenter la stabilisation des émulsions obtenues. Les meilleurs résultats en termes de rendement et de qualité d’émulsions ont été obtenus avec les graines de colza entières et le mélange de graines entières chanvre/colza. Les différents types d’émulsions obtenus par le procédé TMC et leur comportement en fonction de différents paramètres ont été caractérisés en microscopie optique mais également par le biais de méthodes originales telles que la DSC ou la RMN à bas champs. Des premiers essais de valorisation des émulsions en formulation galénique pour la cosmétique ont été développés
This PhD work studies the fractionation of selected regional plants in order to produce multifunctional "active emulsions"type fractions , for cosmetic purposes . This process allows the direct substitution of synthetic ingredients (SDS, lauryl sulfate, glycol ether, PEG ... ) and the development of cosmetic formulations in 100% vegetal plant totum, therefore maintaining the expected biological activities and organic qualifying properties. The choice of raw materials was directed to oilseeds. Not only are oilseed seeds renewable and readily available resources, both from conventional agriculture as well as organic farming, but they also have very different compositions. Hemp, rapeseed, cardoon, woad and flax were chosen because of their complementarity in terms of fatty acid and protein composition. Indeed, physico-chemical and functional characterization related to their protein fraction,have yielded fundamental data for the development and understanding of extraction processes involved in this work. The aqueous fractionation of seeds was studied in a stirred batch reactor and then extended to a continuous fractionation process : twin screw extrusion. This method has been more widely explored. The aqueous fractionation in thermomechano- chemical (TMC) reactor of whole oilseed seeds, one variety at a time and then mixed was implemented first. Then an active natural polysaccharide was introduced in situ through the extracting aqueous phase in order to produce enriched fractions in molecules of interest and to increase the stabilization of the emulsions thus obtained. The best results in terms of yield and quality of emulsions were obtained with the whole rapeseed and the mixture of whole hemp / rapeseed. The different types of emulsions obtained by the TMC process and their behavior under different parameters were characterized by optical microscopy but also through innovative methods such as DSC or NMR low fields. The first valuation tests of formulation in emulsions for cosmetics have been developed

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Lourette, Natacha Madeleine Germaine. "Analyse in situ de cellules imprégnées de photosensibilisants par ablation / ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse : Application en thérapie photodynamique des cancers." Metz, 2004. http://www.theses.fr/2004METZ036S.

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Abstract:

A 5,10,15,20 meso(tetrahydroxyphényl)bacterio-chlorine (m-THPBC), la chlorine (m-THPC) et la porphyrine (m-THPP) équivalentes, sont employées comme agents photosensibles en thérapie photodynamique des cancers (PDT). Nos travaux ont été axés sur la m-THPC qui possède la plus grande activité photochimique. En vue d'une étude in vitro par MALDI-TOFMS, nous avons tout d'abord analysé ce photosensibilisant en milieu aqueux. Suite à une illumination laser à 650nm, les principales réactions observées ont été l'hydroxylation ou l'oxydation de la m-THPC et une déshydrogénation de la molécule en m-THPP. L'irradiation à 647,5 nm de la m-THPP a notamment révélé la formation de multimères covalents provenant de processus d'agrégations. Ces agrégats ont fait l'objet d'une étude structurale. Puis, nous avons utilisé une sonde chimique (DPBF) pour mettre en évidence la formation d'oxygène moléculaire singulet 1O2 pendant l'irradiation de la m-THPC. De la sorte, il a été montré tant en milieu éthanolique qu'aqueux, qu'une analyse MALDI-TOFMS permettait de caractériser simultanément la m-THPC, la DPBF et leurs photoproduits respectifs. Enfin pour comprendre les différents processus de photodégradation de la m-THPC in vitro, nous avons optimisé un protocole d'analyse par MALDI-TOFMS de cellules adhérentes intactes. Ainsi, nous avons identifié in situ des photoproduits oxydés et des traces de m-THPP, suite à l'irradiation par diode laser (652nm) de cellules incubées avec de la m-THPC (2µg/mL). L'extension de ce protocole à d'autres applications a permis de différencier de façon spécifique et reproductible différentes souches cellulaires cancéreuses par leur empreinte protéique
The 5,10,15,20-tetrakis(mesohydroxyphenyl) porphyrin series (m-THPP, m-THPC, and m-THPBC) have attracted interest as possible photosensitizers in PDT owing to their strong absorption in the red region combined with their tumor localizing properties. The m-THPC (FOSCAN, temoporfin), is one of the most efficient prospective sensitizers, although, until recently, there has been little information on the nature of its photoproducts. In aqueous medium, opening studies were carried out by MALDI-TOFMS. After laser irradiation at 650nm, hydroxides and oxides of m-THPC were detected. In addition, m-THPC dehydrogenization into m-THPP was observed. Subsequently, the laser irradiation (647. 5nm) of m-THPP revealed the formation of covalent multimers due to aggregation process. A preliminary structure was proposed. In parallel, a chemical probe (DPBF) was used to characterize the formation of singlet molecular oxygen 1O2 during the period of m-THPC irradiation by MALDI-TOFMS. In both media (ethanol and aqueous), the m-THPC, the DPBF and their respective photoproducts were identified at once. Finally, to understand the photodegradation process in situ, our in vitro assays were performed directly on adherent cells on their culture support. The dye detection inside the whole cells was carried out by MALDI-TOFMS. HT29 human colon carcinoma cells were incubated with m-THPC (2µg/mL). After diode laser irradiation (652nm) of these cells, oxidized photoproducts and m-THPP traces were characterized in situ. Lastly, in an effort to generate proteomic data, three different cancerous cellular lines were analyzed. For each line, a specific protein fingerprint was achieved with reproducibility

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Deparis, Véronique. "Étude et maîtrise d'éléments clés du procédé de production de l'[alpha]1,3/4 fucosyltransférase humaine par le système baculovirus / cellules d'insectes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL022N.

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Abstract:

L'objectif général de ce travail est l'étude de la production d'une protéine humaine, l'[alpha]1,3/4 fucosyltransférase Fuc-TIII à l'aide du système d'expression transitoire baculovirus/cellules d'insectes lors de cultures discontinues de cellules Sf9 en flacons agités ou en bioréacteur. Le décès cellulaire est fortement ralenti lors de la culture des cellules en bioréacteur par rapport au flacon agité. La suppression du sérum de veau fœtal dans le milieu de culture modifie peu la croissance et le métabolisme des cellules Sf9. En revanche, le remplacement de l'hydrolysat de lactalbumine, supplément courant des milieux pour cellules d'insectes, par un hydrolysat protéique de colza accroît significativement la densité cellulaire en milieu sans sérum. L'infection des cellules par le baculovirus recombinant à une densité cellulaire (DCI) de 30. 105 cell/mL avec une multiplicité d'infection (MOI) comprise entre 0,01 et 5 pfu/cell aboutit à une concentration élevée de Fuc-TIII dans le surnageant de culture. La quantité de protéine produite est en effet proportionnelle à la densité cellulaire maximale. L'instabilité importante du titre du stock viral stocké à 4 ʿC, en particulier en milieu sans sérum, impose son utilisation rapide après la titration. La mise au point d'une méthode de contrôle de l'infection des cellules par cytométrie en flux a permis de mieux évaluer l'effet de la MOI et de la DCI sur la progression de l'infection dans les cultures. Le profil électrophorétique par western-blot de la Fuc-TIII varie au cours de la période de production, passant d'une seule bande à un doublet, puis à une bande unique de plus petite taille. Cette évolution semble liée à une hétérogénéité de la glycosylation due à une dégradation des fonctions cellulaires lors de l'infection ou à l'action de glycosidases libérées par les cellules lysées. L'étude de la stabilité de la Fuc-TIII a montré que la MOI utilisée pour la production peut modifier le temps de demi-vie de la protéine.

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Gomont, Jacques. "Mise au point d'un procédé de filtration/expression continu applicable à la déshydratation en ligne de suspensions solide-liquide concentrées." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI251.

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De, Vecchi Sylvain. "Développement de cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium et contacts interdigités en face arrière." Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0050/document.

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Abstract:

Cette thèse est axée sur la fabrication et l’optimisation d’une nouvelle structure permettant théoriquement d’améliorer les performances des cellules à base de silicium cristallin. Cette nouvelle architecture de cellule utilise la technologie des hétérojonctions de silicium a-Si:H/ c-Si (Si-HJ) appliquée sur des structures à contacts interdigités en face arrière (IBC). Le potentiel de rendement des cellules IBC Si-HJ est supérieur à 25%, mais leur fabrication nécessite une localisation des couches de a-Si:H de dopage différent et de leurs métallisations. L’intégration de ces étapes dans un procédé simplifié utilisant des techniques industrielles (PECVD, pulvérisation, sérigraphie et laser) a été étudiée. De plus, une structure obtenue sans séparation entre le BSF et l’émetteur est présentée, permettant de réduire le nombre d’étapes de fabrication. Les avantages ainsi que les limites liés à cette architecture simplifiée ont été illustrés du point de vue expérimental et par simulation. Dans le cadre de ces travaux, le rendement maximum atteint sur les dispositifs IBC Si-HJ simplifiés de 25cm² est de 19% (substrats de type n), ce qui constitue le 3e meilleur résultat au niveau mondial. Les performances des cellules restent encore limitées par l’absorption des couches de a-Si:H utilisées pour la passivation de la face avant, et par la conductivité des couches dopées en face arrière. De nombreuses pistes d’amélioration sont explorées dans cette étude. Un procédé de métallisation innovant a également été élaboré pour le passage sur des substrats de grande taille (150cm²). Il permet de limiter les pertes résistives tout en offrant de la flexibilité au niveau de la géométrie des contacts. La mise en module de cellules ayant ce design de métallisation a ensuite été étudiée, et un module de 4 cellules IBC Si-HJ a pu être fabriqué
This thesis studies the fabrication and the optimization of a new structure to enhance the efficiency of crystalline silicon based solar cells. This new cell design uses a-Si:H/c-Si heterojunction (Si-HJ) technology applied on interdigitated back contact structures (IBC). With IBC Si-HJ solar cells, the efficiency potential is theoretically higher than 25%. Their fabrication requires to pattern doped a-Si:H and the associated metallization on the same side. The implementation of those process steps has been carefully studied. All processes used in this study are potentially industrial (PECVD, sputtering, screen-printing, and laser) and the obtained structure without buffer layer between the BSF and the emitter allows to reduce fabrication steps. Issues linked to this design have been investigated. Within the frame of this work, the maximum efficiency reached on reduced size devices (25cm²) with n-type substrate and is 19% which is the 3rd best result worldwide. The cell performances are still limited by the absorption of front surface passivating layer (a-Si:H) and by the low doped layer conductivity. Several optimization ways are explored in this study. An innovative metallization process is then elaborated to allow large area solar cell fabrication while limiting resistive losses and offering more flexibility on metallized pattern. The interconnection and the encapsulation of cells with this metallization design have been illustrated and a module with 4 cells has been fabricated

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Bazer-Bachi, Barbara. "Développement et mise au point d’un procédé innovant de diffusion des dopants N et P pour la fabrication de cellules photovoltaïques silicium." Lyon, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAL0025.

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Abstract:

Ce travail de thèse propose un nouveau procédé de fabrication, compatible avec de faibles épaisseurs de substrat. En effet, à mesure que l’épaisseur diminue, la métallisation aluminium sur la face arrière engendre la courbure des cellules, limitant la fabrication des panneaux. L’usage d’un dopage au bore pour remplacer l’aluminium permet d’éviter la courbure. Il implique l’ajout d’une étape de diffusion, considéré comme coûteux. Le travail de cette thèse consiste donc en la diffusion des dopants N et P en une seule étape, par co-diffusion. La formation de l’émetteur, par dopage N, a été effectuée par diffusion dans un four à basse pression (Lydop). La réduction des recombinaisons dans l’émetteur, dues aux précipités SiP, est étudiée. La variation des paramètres de diffusion permet de constater leur influence sur la qualité passivante de l’émetteur. De plus, une étude du recuit du nitrure de silicium hydrogéné montre que l’hydrogène permet la passivation de l’émetteur. Le dopage P a été obtenu par la diffusion à partir d’un oxyde dopé au bore déposé par PECVD. La compréhension des mécanismes de diffusion à partir de l’oxyde dopé souligne l’importance de l’adaptation des débits de gaz précurseurs afin d’obtenir un dopage maximal, à une température modérée (850°C). Une fois les deux techniques maîtrisées, des cellules solaires ont été réalisées au laboratoire et chez Photowatt. L’amélioration de la qualité de l’émetteur permet d’obtenir un gain en rendement de la cellule. La co-diffusion du bore et du phosphore, est également appliquée. Elle permet de réaliser des structures avec des contacts arrière localisés et de constater sa faisabilité sur une cellule industrielle
This thesis, in collaboration with Photowatt Technologies, puts forward a new fabrication process, compatible with thin substrates. The standard industrial process includes full area screen-printed aluminium on the back side of the cell. However, as the thickness decreases : wafer bowing leads to breakage during later processing. Boron doping is an alternative to aluminium. However, boron-BSF is regarded as an expensive solution because it needs a high temperature diffusion step. This work consists in boron and phosphorus diffusion in a single step, by codiffusion. The emitter formation is obtained by phosphorus diffusion in a low pressure Lydop furnace. We have focused on the emitter recombinations reduction, influenced by the phosphorus precipitates. By varying diffusion parameters, we have noticed that the passivation quality is influenced by these precipitates. Moreover, a study of silicon nitride firing has shown that hydrogen plays a role in emitter passivation. Boron doping is obtained by the diffusion from a boron doped oxide (BSG) deposited by PECVD. A comprehensive work on the mechanisms of the diffusion from a doped oxide has emphasized the importance of gas flow adjustment in order to obtain high doping at moderate temperature (850°C). Once both techniques overcome, solar cells were realized at laboratory and industry scales. The emitter quality improvement has led to the improvement of the solar cells results. The whole process, including phosphorus and boron co-diffusion, has been then applied. We have achieved innovative structures, with boron BSF and local back contact. Moreover, we have proven the co-diffusion process feasibility on industrial solar cells

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Roy, Vincent. "Caractérisation de gènes codant pour des protéines de surface de la bactérie actinobacillus pleuropneumoniae à l'aide d'un procédé d'invasion de cellules HeLa." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2006. http://depot-e.uqtr.ca/1226/1/000137584.pdf.

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Márquez-Meléndez, Rubén. "Immobilisation de cellules d’Escherichia coli sur des supports de type céramique : contribution à l’étude d’un procédé de production en continu de L-tryptophane." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI110.

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Martin, Céline. "Étude des procédés d’amplification de cellules souches mésenchymateuses humaines." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0261/document.

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Abstract:

L'essor des thérapies régénératives au cours des 10 dernières années a entraîné un effort de recherche important, mais l'obtention des cellules souches humaines en quantité suffisante reste cependant encore problématique, notamment concernant les cellules souches mésenchymateuses (CSM). Ces travaux ont donc mis en œuvre une approche à la croisée de la biologie et du génie des procédés afin d'identifier les verrous limitant la croissance des CSM. L'étude des méthodes d'intensification de culture a été entreprise grâce à l'utilisation de microporteurs et d'une plateforme de minibioréacteurs de 200~mL. Puis le développement d'un milieu de culture sans sérum a été testé dans le but de maximiser la croissance cellulaire dans des conditions biochimiques contrôlées. Les CSM humaines en tant que modèle type en thérapie cellulaire ont été démontrées comme extrêmement sensibles aux phases de congélation/décongélation, aux variations de température, à un vieillissement prématuré et nécessitant un milieu de culture complexe riche en facteurs de croissance et d'adhérence. Suite à cette étude, plusieurs écueils pourront être évités lors de la montée en échelle d'un procédé de culture de CSM afin d'intégrer leurs paramètres biologiques intrinsèques aux paramètres d'ingénierie des bioréacteurs (transfert de chaleur, contraintes hydrodynamiques, surface d'adhérence)
Progress in regenerative medicines over the past ten years have led to an important research mobilisation, but obtaining a sufficient amount of human stem cells remains nonetheless problematic, especially for mesenchymal stem cells (MSC). Hence, this work developed an approach coupling biology and process engineering to identify barriers limiting MSC growth. The study of scaled-up amplification methods was performed using microcarriers and a 200~mL minibioreactors platform. In order to maximise MSC growth in a biochemically controlled environment, a serum free medium development was tested as well. Human MSC as model cell type for cellular therapies have thus been demonstrated as extremely sensitive to freeze/thaw cycles, temperature variations, subject to premature aging and needing a complex medium enriched in multiple growth and adherence factors. Following this study, several pitfalls might be avoided during MSC process scale-up by integrating the cells biology into the bioreactors' process engineering parameters (heat transfer, hydrodamic stress, adhesion surface)

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Hayes, Maxim. "Intégration de collecteurs de charges avancés dans les cellules solaires bifaciales à haut rendement : vers un procédé générique pour les nouveaux matériaux silicium." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0519.

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Abstract:

L'industrie PV connaît un fort engouement pour les cellules PERC. Néanmoins leurs performances sont limitées par deux sources de recombinaison des porteurs de charge: au niveau de l'émetteur obtenu par diffusion de P, et en face arrière aux interfaces Al-Si. L'objectif principal de cette thèse vise à limiter ces pertes en intégrant deux nouveaux collecteurs. Le premier est un émetteur sélectif (ES) obtenu par implantation ionique à immersion plasma (PIII) de P. Le second concerne un contact passivé (CP) constitué d'un film de silicium polycristallin (poly-Si) dopé au B sur un oxyde mince. Dans un second temps, les travaux s'intéressent à la compatibilité entre ces collecteurs et les plaquettes de Si issues de lingots fabriqués par solidification dirigée. Un procédé de masquage in situ des implantations PIII a permis d'élaborer des ES avec une bonne maîtrise de la géométrie du motif et des niveaux de dopage. Ensuite, un éventail de techniques pour la métallisation du poly-Si(B) a été étudié. La voie de métallisation par sérigraphie de pâtes traversantes est la plus encourageante à l'heure actuelle. Elle permet l'utilisation de couches hydrogénantes non sacrificielles qui ont mené à l'obtention de précurseurs de cellules avec un excellent niveau de passivation. Néanmoins, la résistance de contact entre le métal et le poly-Si(B) demeure à ce jour trop élevée pour une intégration optimale. Enfin, l'association de Si multicristallin avec différents CP a montré la propension de ces derniers à générer un effet getter externe efficace. Cela laisse envisager une très bonne compatibilité entre l'architecture cellule développée et les Si bas-coût et à faible emprunte carbone
Thanks to a relatively simple fabrication process and high conversion efficiency values the PERC structure is well established at the industrial level. Nevertheless, industrial PERC solar cells performances are mostly limited by two charge carrier recombination sources: P thermally diffused emitter on the front side and the Al-Si interfaces at the rear contacts. The main goal of this work aims at limiting both recombination sources. A selective emitter (SE) obtained by plasma immersion ion implantation (PIII) is developed for an integration on the front side; whereas a B-doped polysilicon (poly-Si) on oxide passivated contact (PC) is integrated on the back side. The second goal of this work consists in evaluating the compatibility between these advanced carrier collectors and directionally solidified Si materials. SE featuring good geometrical properties and a well-controlled doping were fabricated thanks to an in situ localized doping process obtained with a specific mask developed for PIII. Besides, several metal deposition technologies were investigated for the poly-Si(B). Fire-through screen-printing appears as the most promising approach so far. Indeed, the deposition of a non-sacrificial hydrogen-rich layer allowed to reach an excellent surface passivation level for solar cell precursors. However, the specific contact resistivity obtained remains too high for an optimal cell integration. Lastly, the fabrication of poly-Si PC showed excellent external gettering efficiencies for multicrystalline Si. Thus, the potential of the developed cell structure to be integrated with low-cost and low carbon footprint materials is encouraging

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Ferrari, Caroline. "Études cinétiques de procédés d'expansion de cellules souches mésenchymateuses cultivées sur microporteurs en systèmes agités." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0117/document.

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Abstract:

L'utilisation grandissante des cellules souches mésenchymateuses (CSM) en ingénierie tissulaire augmente la nécessité d'améliorer leur expansion. Ces travaux ont concerné l'étude d'un procédé performant d'expansion de CSM porcines en mode agité. Tout d'abord, un milieu de culture a été adapté aux CSM porcines multipotentes. Puis, différents modes d'expansion en conditions agitées ont été évalués avec les cellules fixées sur des microporteurs. La culture sur le microporteur Cytodex 1 a permis d'atteindre une vitesse spécifique de croissance de 0,54 j-1, supérieure à celle observée en flacon statique (0,31 j-1), avec les mêmes conditions de culture. En parallèle, une méthode de comptage innovante a été proposée pour le dénombrement automatique des cellules cultivées sur Cytodex 1, sans passer par une étape de trypsination. Enfin, les conditions opératoires du procédé d'expansion ont été étudiées. En comparaison d'une culture de CSM sur Cytodex 1 sans agitation, une agrégation des cellules et une baisse apparente de la concentration cellulaire ont été observées à 25 et 75 rpm. Par ailleurs, l'ajout de microporteurs au cours d'une culture de 300 h, réalisée dans un système de culture agité à 25 rpm et dans un volume de 200 mL, a permis de prolonger la prolifération cellulaire en évitant l'agrégation tout en maintenant la multipotence des CSM. Une concentration cellulaire de 3 x 105 cellules/mL a été obtenue, au lieu de 1,2 x 105 cellules/mL en flacons statiques avec les mêmes conditions de culture. Un procédé performant d'expansion de CSM porcines en conditions agitées a ainsi pu être proposé
The extensive use of mesenchymal stem cells (MSC) in tissue engineering increases the necessity to improve the expansion performance. This work aimed at studying an efficient expansion process for porcine MSC in agitated mode. First, a culture medium was adapted to the multipotent porcine MSC. Then, various expansion modes and agitation conditions were evaluated with the cells fixed on microcarriers. Cultures on the Cytodex 1 microcarrier enabled to reach a specific growth rate of 0.54 d-1, which was higher than the one observed in static T-flasks (0.31 d-1), with the same culture conditions. In parallel, an innovative counting method was proposed for the automatic enumeration of cells cultivated on Cytodex 1, without passing by a trypsination step. Finally, the operating conditions of the expansion process were studied. Compared to a culture of MSC on non-agitated Cytodex 1 microcarriers, cell aggregation occurred and an apparent decrease in the cell concentration was observed at an agitation rate of 25 and 75 rpm. Moreover, the addition of microcarriers during a 300 h culture, performed in an agitated culture at 25 rpm and in a volume of 200 mL enabled to prolong the cell proliferation without any aggregation, while maintaining the multipotency of the cells. A cell concentration of 3 x 105 cells/mL was obtained, instead of the 1.2 x 105 cells/mL in static flasks with the same culture conditions. An efficient expansion process for porcine MSC under agitated conditions has therefore been proposed

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Braud, Armelle. "Procédé de phytoextraction couplé à la bioaugmentation d'un sol agricole polycontaminé par du chrome, du mercure et du plomb." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00465806.

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Abstract:

Les sols agricoles sont depuis de nombreuses années contaminés directement par apports d'intrants (pesticides, fertilisants) mais également de façon indirecte en raison de la proximité de certaines installations industrielles. Notre étude porte sur des sols agricoles à l'aval de la vallée de la Thur (Haut-Rhin), polycontaminés par du chrome (488 mg/kg), du mercure (13 mg/kg) et du plomb (381 mg/kg). La phytoextraction est une méthode innovante, employée pour ses propriétés respectueuses de la vie biologique du sol et son faible coût. La faible disponibilité des métaux dans le sol (notamment Cr, Hg et Pb), et par conséquent le temps de décontamination, constitue la principale limite de cette technique. La bioaugmentation couplée à la phytoremédiation (rhizoremédiation) est une technique récente qui a été testée pour cette étude de façon à accroître la vitesse de phytoextraction. Les résultats ont montré que les microorganismes producteurs de sidérophores, notamment les Pseudomonas, étaient potentiellement intéressants pour augmenter la mobilité du chrome et du plomb dans le sol. La production de sidérophores par des cellules libres ou immobilisées de Pseudomonas cultivées en présence de divers substrats carbonés a été optimisée. L'immobilisation des microorganismes dans des billes d'alginate de calcium enrichies en lait écrémé a montré que les microorganismes étudiés produisaient plus de sidérophores en présence de métaux et que leur survie dans le sol était accrue. Les billes de Ca-alginate adsorbent plus de 90% de Cr, Fe et Pb ainsi que plus de 40% de Hg, ce qui diminue la toxicité métallique pour les cellules libres ou immobilisées, et crée également un déficit en Fe dans les billes, stimulant ainsi la production de sidérophores par les microorganismes. Les microorganismes sélectionnés ont ensuite été inoculés dans le sol contaminé, cultivé avec du maïs comme plante modèle. La bioaugmentation des pots de sol avec Pseudomonas aeruginosa co-immobilisé dans des billes de Ca-alginate avec du lait écrémé a permis de multiplier le prélèvement de Cr par les feuilles de maïs par 5,4 et celui du Pb par 3,8 par rapport aux pots non bioaugmentés. L'inoculation du sol enrichi en lait écrémé avec des cellules libres de R. metallidurans a permis d'augmenter le rélèvement foliaire de Cr par 5,2.

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Pattier, Bruno. "Etude de gels d'oxyde de titane entrant dans la fabrication de cellules photovoltaïques." Le Mans, 2010. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2010/2010LEMA1019.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse a porté sur l’élaboration et la caractérisation de matériaux à base d’oxyde de titane synthétisés par voie sol gel. Il s’inscrit dans le cadre des recherches sur les cellules photovoltaïques de troisième génération. Dans cette étude, les cellules photovoltaïques sont composées d’un gel photosensible à base d’oxyde de titane pris en sandwich entre un film de dioxyde de titane (TiO2) et un polymère conducteur. Le gel est élaboré à partir d’une solution d’oxychlorure de titane en milieu acide dilué dans du N,Ndiméthylformamide (DMF). En s’hydrolysant le DMF entraîne la polymérisation du titane. Des études de spectroscopie Raman et de diffusion centrale par rayons X ont contribué à une meilleure compréhension des processus de formation de ces gels en fonction de leurs compositions. Les gels photosensibles résultants de la condensation du titane ont la particularité d’absorber le rayonnement solaire dans une large gamme de son spectre. En effet les gels transparents bleuissent lorsqu’ils sont irradiés sous UV. Ceci est la conséquence de la réduction des ions titanes Ti(IV) en titanes Ti(III). Les propriétés photosensibles quant à elles ont été suivies in situ par spectroscopie de résonance paramagnétique électronique. Elles ont mis en évidence le lien entre la composition initiale du sol et la cinétique de réduction du titane. Une part importante de ce travail a également été dédiée à l’optimisation des conditions de synthèse de films minces denses et mésoporeux de TiO2 ; le rôle de ces derniers étant d’accroître l’interface entre le gel et le TiO2. Leur fabrication repose sur l’auto-organisation de tensioactifs au sein d’une matrice de TiO2. Les films ont été caractérisés par réflectivité des rayons X et les mésostructures par diffusion des rayons X en angle rasant. Finalement, nous avons assemblé les premières cellules photovoltaïques de ce type et étudié leurs caractéristiques sous simulateur solaire. Les premiers résultats ont conduit à un rendement maximum de 1. 7%. De nombreux facteurs peuvent impacter sa valeur dont il conviendra d’en approfondir la cause
This work focused on the elaboration and the characterisation of materials based on titanium oxide synthesised by sol-gel way. It is a part of the research on the third generation photovoltaic cell. In this study, the photovoltaic cell is made up of a photosensitive gel based on titanium oxide sandwiched between a titanium dioxide film and a conductive polymer. The gel is elaborated from titanium oxichloride solution in acid medium and diluted in N,N dimethylformamide (DMF). By hydrolisation, the DMF leads to the polymerisation of the titanium ; studies of Raman spectroscopy and small angle X ray scattering contributed to a better understanding of the process of formation of these gels in function of their composition. The photosensitive gels resulting of the titanium condensation have the particularity to absorb the solar radiation in a wide range of its spectrum. In this way, the transparent gel turns blue after a UV irradiation. This is the consequence of reduction of the titanium ions Ti(IV) into Ti(III). The photosensitive properties have been followed in situ by electronic paramagnetic resonance spectroscopy. They revealed the connection between the initial composition of the sol and the kinetic of the titanium reduction. An important part of this work is also consecrated to the optimization of the synthesis conditions of dense and mesoporous TiO2 thin films ; the role of the latter is to improve the interface between the gel and the TiO2. Their elaboration is built on the self assembly of surfactant inside a TiO2 matrix. The films have been characterised by X ray reflectivity and the mesostructure by grazing angle X ray scattering. Finally, we have assembled the first photovoltaic cell of this type and studied their characteristics under irradiation from a solar simulator. The first results have given a maximum efficiency of 1,7 %. Many factors can impact its value witch we need to go the causes too closely

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Tsin, Fabien. "Développement d'un procédé sur grande surface d'électrodépôt d'oxyde de zinc comme contact avant transparent et conducteur de cellules solaires à base de Cu(In,Ga)Se2." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066311/document.

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Abstract:

Les cellules solaires en couches minces à base de Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) représentent une technologie à fort potentiel et aux performances photovoltaïques élevées. La couche finale de l'empilement, appelée couche fenêtre, est principalement composée d'une bi-couche d'oxyde de zinc (ZnO) non dopé et dopé de type n - généralement à l'aluminium - et déposée par un procédé sous vide : la pulvérisation cathodique. Cependant, cette technique demande des investissements importants et un intérêt croissant s'est porté sur le développement de techniques alternatives atmosphériques en vue d'une réduction des coûts. L'objectif de ce travail a été d'étudier la réalisation d'une couche fenêtre fonctionnelle de ZnO par un procédé d'électrodépôt photo-assisté en milieu aqueux sur des substrats de grandes dimensions. Pour y parvenir, différentes études ont été réalisées afin de déterminer les propriétés du ZnO électrodéposé et optimiser le procédé de dépôt. Dans un premier temps, l'influence de la composition de trois solutions électrolytiques sur les propriétés et le dopage du ZnO a été étudiée : le milieu chlorure (Cl-), le milieu perchlorate (ClO4-) et un milieu mixte à base de perchlorate et d’acide borique (H3BO3). Dans un second temps, la synthèse électrochimique du ZnO comme couche fenêtre a été réalisée sur des substrats de CIGS/CdS. Son étude a permis de montrer que la réalisation in situ d'une couche d'accroche facilite la croissance d'une couche finale dense et compacte. Cette méthode de synthèse en deux étapes a conduit à l'obtention de performances photovoltaïques élevées sur grandes surfaces avec des rendements allant jusqu'à 14,3 % pour une cellule solaire entièrement réalisée par des procédés atmosphériques
Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) thin films based solar cells are a promising technology for high efficiency energy conversion. A window layer completes the stack of the cell. It is commonly constituted by an intrinsic and aluminum doped bi-layer of zinc oxide (ZnO) deposited by magnetron sputtering, an expensive vacuum process. Alternative processes, using low cost and atmospheric techniques, have been developed in order to reduce the costs. The aim of this work was to achieve a functional window layer of ZnO by a photo-assisted electrodeposition process on large scale substrates of CIGS/CdS in aqueous medium and replace the sputtered one. For this purpose, several studies have been carried out in order to determine the optoelectronic properties such as doping level and mobilities of the electrodeposited ZnO and optimize the deposition process. Firstly, the effect of three different electrolytes on the zinc oxide properties and doping has been studied on metallic substrate: chloride medium (Cl-), perchlorate medium (ClO4-) and a mixed medium of perchlorate with boric acid (H3BO3). Then, electrochemical synthesis of zinc oxide as window layer has been performed on CIGS/ CdS substrates. This study allowed to establish the need to synthesize an in situ seed layer which promotes the growth and the compactness of the final layer of zinc oxide. This two-step method has led to the achievement of high photovoltaic performances on large scale with promising efficiencies up to 14.3 % for a solar cell made entirely by atmospheric processes

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Kintz, Harold. "Réalisation de couches minces nanocomposites par un procédé original couplant la pyrolyse laser et la pulvérisation magnétron : application aux cellules solaires tout silicium de troisième génération." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00958453.

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Abstract:

Ce travail porte sur la synthèse de couches minces de nanoparticules de silicium (np-Si) encapsulées dans une matrice diélectrique en vue d'une application en tant que couche active pour les cellules solaires de 3ème génération. La technique utilisée pour la synthèse des np-Si est la pyrolyse laser. Cette technique nous a permis d'obtenir des np-Si cristallines d'environ 5 nm de diamètre avec une distribution en taille étroite. Par ailleurs, l'utilisation de gaz précurseurs spécifiques (PH₃, B₂H₆) dans le mélange réactionnel a rendu possible le dopage (type n ou p) des np-Si. Le dopage effectif des np-Si a pu être mis en évidence par des mesures de résonance paramagnétique électronique (RPE). Des films de np-Si seules ont pu être déposés in-situ via la création d'un jet supersonique de gaz contenant les particules de silicium. Les caractérisations optoélectroniques de ces couches ont montré un effet de confinement quantique fort au sein de films, garantissant ainsi un élargissement important du gap du silicium de 1.12 eV (pour le silicium massif) à environ 2 eV (pour les np-Si) ; prérequis indispensable pour réaliser une cellule tandem tout silicium. Des mesures de résistivité sur ces films ont permis de confirmer l'activité des dopants au sein des np-Si. Pour les np-Si dopées au phosphore une diminution de la résistivité de plus de 5 ordres de grandeurs par rapport au np-Si intrinsèques a été observée. Le couplage entre la pyrolyse laser et la pulvérisation magnétron via notre dispositif original de synthèse s'est révélé parfaitement adapté à l'élaboration de couches minces nanocomposites np-Si/SiO₂. Un comportement de type diode a pu être mis en évidence sur une jonction constituée par la superposition d'une couche nanocomposites (type n) sur un substrat de silicium massif (type p). Au-delà de la simple application au photovoltaïque, le procédé couplé, largement éprouvé et optimisé au cours de ce travail de thèse, pourrait permettre la réalisation d'une multitude de couches nanocomposites différentes, puisque la nature chimique des particules et de la matrice peuvent être choisies indépendamment.

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Talla, Amadou. "Etude et mise au point de procédés industriels de traitement de surfaces par voie sèche pour la fabrication de cellules photovoltaïques à base de Silicium." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20083.

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Abstract:

Dans la fabrication de cellules photovoltaïques en silicium, certaines étapes cruciales utilisant des procédés humides pourraient être remplacées par des procédés secs. En effet des gains significatifs de rendement de conversion peuvent être obtenus avec la texturisation, le polissage de la face arrière et la gravure du BRL (Boron Ritch layer) par plasma. Cette thèse présente le développement d'un procédé de texturisation par voie sèche adapté au silicium multicristallin et monolike hybride (mono-multi). Pour cela un réacteur plasma de type direct a été conçu et breveté par la société SEMCO ENGINEERING. Ces travaux se divisent en trois parties distinctes. Tout d'abord la technique de texturisation par plasma, l'optimisation des paramètres du réacteur et les avantages de cette dernière par rapport à la texturisation classique ont été abordés. Le développement d'un réacteur compatible avec une ligne industrielle est ensuite abordé : optimisation des différents paramètres du réacteur afin d'obtenir les meilleurs résultats cellules. Enfin d'autres applications ont été démontrées possibles avec l'utilisation de notre réacteur, avec notamment le polissage de la face arrière des wafers de silicium et de la gravure du BRL (Boron Ritch Layer) sur des substrats de type n. La comparaison des résultats avec celles humides nous a montrée des résultats très encourageants. A terme, une amélioration du rendement de conversion de l'ordre de 0,2 à 0,3% a été obtenue sur du silicium multicristallin et du monolike et une amélioration esthétique des cellules sur panneau solaire avec notre technique de texturisation plasma. Ces résultats permettent de démontrer la compatibilité de l'utilisation de cet équipement dans une ligne industrielle de fabrication de cellule solaire. Mots-clés : Cellules solaire, Silicium multicristallin, monolike hybride, procédés plasma, polissage, BRL (Boron Ritch Layer)
A significant efficiency gain for crystalline silicon solar cell can be achieved by the use of dry process. Indeed significant gains in conversion efficiency can be achieved with texturing, polishing the back face and burning the BRL (Boron Ritch layer) by using plasma process.In this paper Dry plasma processing for industrial crystalline silicon solar cell was studied.This thesis focuses on the replacement of wet processes by dry processes in the manufacture of silicon photovoltaic cells. This work is divided into three distinct parts. First Technique texturing plasma, parameter optimization of the reactor and the advantages thereof with respect to the conventional texturing has been discussed. The development of a compatible with an industrial line reactor is then discussed: optimizing different parameters of the reactor in order to obtain the best results cells. Other possible applications have been demonstrated with the use of our reactor, including polishing the backside of silicon wafers and etching BRL (Boron Ritch Layer) on n-type substrates.An improvement of the conversion efficiency on the order of 0.2 to 0.3 % has been demonstrated on multicristalline and monolike silicon wafers and Aesthetic of solar panel was improved. Key words: Silicon wafer, Plasma texturing, multicristalline wafer, monolike wafer……………

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Jeon, Taewoo. "Nanostructured hybrid solar cells based on PECVD grown SiNWs and organic semiconducting polymers." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/91/78/26/PDF/Thesis_Taewoo_JEON_EP_PICM.pdf.

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Abstract:

Les cellules photovoltaiques proposent une solution au problème énergétique en raison de leur source inépuisable: le soleil. Plusieurs types de cellules, qu'elle soient inorganiques ou organiques, sont étudiées, avec comme objectif d'obtenir de hauts rendements pour de faibles coûts. Dans ce contexte, ce travail de thèse se propose d'étudier des cellules solaires hybrides nanostructurées à base de nanofils de silicium et de matériaux organiques afin de bénéficier des avantages de ces différents matériaux. La morphologie controlée de la croissance des nanofils de silicium par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) via un procédé Vapeur-Liquide-Solide est présentée. Le mélange de matériaux organiques est ensuite déposé sur les nanofils de silicium par un procédé d'enduction par centrifugation. Dans ce type de cellules hybrides, les nanofils de silicium jouent le rôles de matériaux accepteurs ou aident à l'absorption de la lumière. Pour améliorer les performance de ces cellules, il est nécessaire d'optimiser la qualité du réseau de nanofils par une gravure chimique visant à éliminer les traces de catalyseur résiduelles ainsi que l'oxyde natif du silicium. Cet effet de la gravure a été largement étudié et discuté. De plus les propriétés d'accepteur d'électrons des nanofils de silicium à base de catalyseurs de Bismuth ont été étudiées. Les résultats montrent clairement le potentiel de ce type de cellules, notamment 1) l'augmentation de la conversion de lumière par l'amélioration de l'efficacité du rendement quantique pour les grandes longueurs d'onde, 2) l'utilisation d'une grande variété de nanofils avec des morphologies et propriétés électriques finement controlées
Solar cells are an exciting alternative energy technology due to the infinite energy source, the Sun. Many types of solar cells based on inorganic or organic materials are currently developed with the objective of higher efficiency and lower cost. In this context, this thesis suggests to study nano-structured hybrid solar cells based on silicon nanowires (SiNWs) and organic active materials to benefit advantages of both materials. SiNWs are grown by PECVD on transparent conducting oxide via Vapor-Liquid-Solid (VLS) mechanism with careful control of their nano-morphology. The organic materials made of polymers or blend polymers are then deposited by spin-coating on top of SiNWs. In these hybrid solar cells the SiNWs are used as light-trapping medium and/or electron acceptor material. For better solar cell performance, the optimization of SiNWs array is carried out by removing residual catalyst and etching parasitic hydrogenated amorphous silicon. Their effects on hybrid solar cells have been fully analyzed and discussed. Furthermore, the electron-acceptor properties of the nano-structured SiNWs have been estimated with Bismuth-doped n-type SiNWs. The results clearly reveal the potential of this type of hybrid solar cells, namely, 1) power conversion efficiency improvement by enhancing external quantum efficiency in longer wavelength regime and 2) variety uses of SiNWs by tuning their electrical property and morphology

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Nourdine, Ali. "Matériaux polymères pour cellule solaire photovoltaïque organique : vers un nouveau procédé de mise en forme par extrusion de multicouches." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0114.

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Abstract:

Les performances des cellules solaires photovoltaïques organiques dépendent de la morphologie de la couche active et de l’organisation des deux matériaux donneur et accepteur utilisés. L’optimisation de celles-ci implique un accroissement de la surface de l’interface donneur/accepteur et la maîtrise de la taille des domaines. Une nouvelle approche pourrait consister à réaliser une organisation forcée sous forme de nano-multicouches de deux polymères donneur et accepteur. Le travail présenté dans cette thèse s’intègre dans un projet à plus long terme qui est la mise au point d’un nouveau procédé sans solvant pour l’élaboration de cellules solaires photovoltaïques organiques nano-multicouches de type polymère donneur/polymère accepteur : l’extrusion. L’objet de cette thèse a consisté à choisir, synthétiser et étudier deux polymères photo-actifs donneur et accepteur « extrudables » et utilisables en cellules solaires : le poly(3-octylthiophène) comme polymère donneur et le polystyrène greffé par un taux optimisé en fullerène C60 comme polymère accepteur. Les travaux ont été réalisés au sein de l’Institut National de l’Energie Solaire (INES), et se sont déroulés en trois phases. La première partie du travail a consisté à synthétiser et caractériser une série de polymères accepteurs avec différents taux de C60. Puis, outre l’étude des propriétés physicochimiques, nous nous sommes intéressés à leurs propriétés photovoltaïques (mesures de mobilité, tests en cellules solaires). Enfin, leurs comportements rhéologiques ainsi que leurs températures caractéristiques ont été étudiés afin de vérifier leur capacité de mise en œuvre et d’assemblage par extrusion
The performance of organic photovoltaic solar cells depends on the active layer morphology and the arrangement of the donor and acceptor. Increasing the amount of donor/acceptor interface and reducing the size of the domains optimize the photovoltaic efficiencies. A new approach could consist in using nano-multilayers of donor and acc¬¬¬eptor polymers by forced assembly. The work presented in this thesis is part of a broader project, which consists in developing a new solvent-free process for production of nano-multilayers organic solar cells alternating donor and acceptor layers. More specifically, the aim of this thesis was to select, synthesize and study photoactive and extrudable donor and acceptor polymers. Poly(3-octylthiophene) was chosen as the donor polymer and polystyrene grafted by an various percentage of fullerene C60 as the acceptor polymer. This work was realised at the National Institute of Solar Energy (INES), and was organized in three steps. The first part focused on synthesis and characterization of various acceptor polymers with different percentages of C60. Both physicochemical and photovoltaic properties (electron mobility, tests in solar cells) were characterized. Finally, the rheological behaviour and characteristic temperatures were studied to confirm their plausible processability by extrusion

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Jeon, Taewoo. "Cellules solaires hybrides à base de polymères et de nanofils de silicium fabriqués par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00917826.

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Abstract:

Les cellules photovoltaiques proposent une solution au problème énergétique en raison de leur source inépuisable: le soleil. Plusieurs types de cellules, qu'elle soient inorganiques ou organiques, sont étudiées, avec comme objectif d'obtenir de hauts rendements pour de faibles coûts. Dans ce contexte, ce travail de thèse se propose d'étudier des cellules solaires hybrides nanostructurées à base de nanofils de silicium et de matériaux organiques afin de bénéficier des avantages de ces différents matériaux. La morphologie controlée de la croissance des nanofils de silicium par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) via un procédé Vapeur-Liquide-Solide est présentée. Le mélange de matériaux organiques est ensuite déposé sur les nanofils de silicium par un procédé d'enduction par centrifugation. Dans ce type de cellules hybrides, les nanofils de silicium jouent le rôles de matériaux accepteurs ou aident à l'absorption de la lumière. Pour améliorer les performance de ces cellules, il est nécessaire d'optimiser la qualité du réseau de nanofils par une gravure chimique visant à éliminer les traces de catalyseur résiduelles ainsi que l'oxyde natif du silicium. Cet effet de la gravure a été largement étudié et discuté. De plus les propriétés d'accepteur d'électrons des nanofils de silicium à base de catalyseurs de Bismuth ont été étudiées. Les résultats montrent clairement le potentiel de ce type de cellules, notamment 1) l'augmentation de la conversion de lumière par l'amélioration de l'efficacité du rendement quantique pour les grandes longueurs d'onde, 2) l'utilisation d'une grande variété de nanofils avec des morphologies et propriétés électriques finement controlées.

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Merigeon, Julien. "Etude des verres d’encapsulation pour cellules solaires photovoltaïques en silicium monocristallin." Thesis, Angers, 2015. http://www.theses.fr/2015ANGE0083.

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Abstract:

La thèse porte sur l’étude des verres d’encapsulation pour des cellules solaires en silicium monocristallin. Deux pistes ont été explorées pour réduire les pertes d’efficacité dues à l’encapsulation : la réduction de la réflexion de verres à base de silice avec des couches antireflets ainsi que l’utilisation de verres fluorés dopés terres rares à conversion de fréquence. Dans le premier cas, des couches antireflets ont été déposées sur des verres à base de silice par la méthode sol-gel. Les caractérisations optiques des verres ont été réalisées par spectrophotométrie et ellipsométrie et l’influence des différents verres sur les caractéristiques densité de courant-tension (J-V) ont été testées sous simulateur solaire dans des conditions standards (AM1.5 et 100 mW/cm2) pour une ou plusieurs cellules de référence. Une autre piste explorée a été celle des verres fluorés dopés terres rares ayant des propriétés de conversion de fréquence (conversion de photons non absorbés vers une énergie proche du gap optique du silicium). Des matrices fluorées de type ZBLA et ZLAG dopées terres rares (Pr3+, Tm3+, Yb3+) ont été utilisées. L’influence du dopage sur les performances électriques des cellules encapsulées a été étudiée en corrélation avec les propriétés physiques et optiques (transfert d’énergie, photoluminescence, transmittance) des verres. Le bénéfice de la conversion de fréquence a pour la première fois été montrée sur les caractéristiques J-V pour des échantillons co-dopés Pr3+-Yb3+. De plus, les caractéristiques des cellules de référence en utilisant ces nouveaux verres d’encapsulation ont été comparées à celles des verres utilisés habituellement dans l’industrie
The thesis studies the encapsulation glass for monocrystalline silicon solar cells. Two ways were explored to reduce the efficiency loss due to encapsulation: reducing reflection losses of silica based glasses with antireflection layers and the use of rareearth- doped fluoride glass for frequency conversion. On the one hand, antireflection layers have been deposited on the silica glass by sol-gel method. The optical characterizations were carried out by spectrophotometry and ellipsometry and the influence of different encapsulation glasses on the current density-voltage characteristics (J-V) were measured under solar simulator irradiation in standard conditions (AM1.5 and 100 mW/cm2) for various reference cells. On the other hand, the rare-earth-doped fluoride glasses which they can convert frequencies in order to change the energy of photons to energies adapted to the optical gap of the silicon has been investigated. The glasses used are fluorinated matrix ZLAG and ZBLA doped with rareearth elements (Pr3+, Tm3+, Yb3+). The effect of doping on the electrical performance of encapsulated cells was studied correlated with physical and optical properties of glasses (energy transfer, luminescence, transmittance). Frequency conversion was demonstrated by luminescence for all of the rare-earth-doped samples. Then the most promising results for encapsulating was found for codoped Yb3+-Pr3+ ZBLA glass. The benefit of the frequency conversion was shown for the first time in J-V characteristics. Then, characteristics of the reference cells with these new encapsulating glasses were compared to those from glasses commonly used in the photovoltaic modules industry

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Maria, Sophie. "Développement d'un bioprocédé continu couplant la production et la purification d'un anticorps recombinant." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0898/document.

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Abstract:

Les anticorps monoclonaux sont une classe de bio médicaments en plein essor. Leur production est largement étudiée afin d’obtenir des rendements de plus en plus élevés et de réduire les coûts. Cette thèse décrit le développement d’un procédé complet en continu, de la production d’anticorps recombinants par des cellules mammifères jusqu’à leur purification. L’objectif est de coupler la culture cellulaire en mode perfusion à la purification par chromatographie semi-continue. Le développement du procédé se fait en bioréacteur avec une lignée de cellules d’ovaires de hamster chinois (CHO-DP12) transformée pour produire un anticorps anti-Interleukine 8 utilisée, comme modèle. Après adaptation, les cellules ont été cultivées en mode batch afin de connaitre le comportement de la lignée en environnement contrôlé. Ensuite, un procédé de perfusion de 2L de culture avec recyclage cellulaire a été mis en place. Le principal enjeu est de maintenir un état stationnaire avec une concentration cellulaire constante et déterminer le débit optimal d’alimentation spécifique par cellule (CSPR). Plusieurs méthodes ont été testées et comparées pour la détermination de ce CSPR optimal. Le procédé de culture en perfusion a ensuite été maintenu pendant 24 jours à des concentrations cellulaires de 10, 20 et 40 millions de cellules par mililitres. Les anticorps produit par différents modes de culture ont été caractérisés (batch, fed-batch et perfusion). Les N-glycosylations, les variants de charge ainsi que la thermo-stabilité des anticorps ont été étudiés. Les résultats montrent que les anticorps produits présentent des caractéristiques similaires quel que soit le mode de production.Pour la purification, une étude préliminaire a permis de caractériser le comportement du filtrat sur la résine chromatographique d’affinité MabSelect Sure LX en chromatographie classique. Un procédé semi-continu a été simulé grâce au logiciel BioSC® Predict puis testé et optimisé sur le chromatographe BioSC®. Il comprend la purification de l’anticorps mais aussi les étapes de nettoyages et de sanitisation. Un premier essai de couplage production/purification a pu être réalisé avec succès pendant 32h et a permis d’obtenir un niveau de pureté similaire à la chromatographie classique. La productivité a été augmentée de 23% (en grammes d’anticorps purifié par litre de résine et par jour) et le volume de tampon utilisé a été réduit de 25%. De plus, le couplage production/purification a permis de s’affranchir du stockage de volumes importants de filtrat (7,2L de filtrat par jour de production en perfusion). Enfin, une étude de coût de production, à l’échelle « laboratoire », a été réalisée afin de déterminer, en fonction de la productivité du clone et de la quantité d’anticorps à produire, la différence de rentabilité entre une production en batch ou en perfusion à différents CSPR
Monoclonal antibodies are a biopharmaceuticals class of growing interest. Their production is widely studied to obtain higher yields and to reduce costs. This thesis describes the development of a complete continuous process, from the production of recombinant antibodies by mammalian cells until their purification. The objective is to connect cell culture in perfusion mode to a semi-continuous chromatographic purification. The development of the process was done in a bioreactor with a Chinese hamster ovary cell line (CHO-DP12) transformed to produce an anti-interleukin-8 antibody used as a cell model. After adaptation, the cells were cultured in batch mode in order to study the behavior of the cell line in controlled environment. Then, a 2L culture perfusion process with cell recycling was set up. The main challenge is to maintain a steady state with constant cell concentration and to determine the optimal cell-specific perfusion rate (CSPR). Several methods were tested and compared for the determination of this optimal CSPR. The perfusion process was maintained for 24 days at cell concentrations of 10, 20 and 40 million cells per mililiters. The antibody produced by different culture methods was compared (batch, fed-batch and perfusion). The N-glycosylations, the charge variants as well as the thermo-stability of the antibody were studied. The results show that the produced antibody have similar characteristics whatever the chosen production mode. For purification process, we performed a preliminary study to characterize the behavior of the supernatant on the chromatographic affinity resin MabSelect Sure LX. A semi-continuous process was simulated through BioSC® Predict software and then tested and optimized on the BioSC® chromatograph. It includes antibody purification but also cleaning and sanitizing steps. A first production/purification coupling test was successfully carried out for 32 h. It provides antibodies at a purity level similar to that of the conventional chromatography. Productivity was increased by 23% (in grams of purified antibody per liter of resin per day) and the volume of buffer used was reduced by 25%. In addition, production/purification coupling prevented storage of large volumes of supernatant (7,2L of supernatant per production day in perfusion mode). Finally, a cost-of-production study, at research scale, was carried out to determine, depending on the productivity of the clone and the antibodies amount, the difference of costs between batch or perfusion production according to different CSPRs

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Petiot, Emma. "Procédés de cultures de cellules VERO en milieu sans sérum : contributions au développement d'une stratégie PAT." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL071N/document.

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Abstract:

Ce travail apporte une contribution au développement de la stratégie PAT pour les procédés de culture de cellules animales. Il propose l'amélioration de la compréhension et de la maîtrise de la culture de cellules Vero, dédiées à la production de vaccins viraux, et cultivées sur microporteurs dans un milieu sans sérum. Une première partie a permis de cribler les effets de certains groupes de composés du milieu de culture par le suivi de la croissance en microplaques. Puis, des études cinétiques et métaboliques plus approfondies, réalisées en spinners, ont montré que le métabolisme carboné des cellules Vero est saturé par l'accumulation intracellulaire de pyruvate et qu’il est peu orienté vers la croissance. Alors que le renouvellement du milieu ou l'ajout ponctuel de glutamine amélioraient la croissance cellulaire sans ré-équilibrer le métabolisme, la substitution du glucose et de la glutamine a permis de réduire l’apoptose et d'améliorer les performances métaboliques et de croissance. Par ailleurs, les spectroscopies diélectrique et proche-infrarouge ont été évaluées pour le contrôle en-ligne du procédé, en prenant en compte les particularités des cellules adhérentes. Nous avons montré leur capacité à évaluer les concentrations de cellules, de composés du milieu, et à détecter l'apoptose. Enfin, les principales améliorations par substitution de la glutamine ont été appliquées en bioréacteurs, à la production d'un vaccin prototype contre la dengue, dans des conditions proches de celles d'un procédé industriel. Ceci a permis de limiter les renouvellements de milieu pendant l’expansion cellulaire, sans compromettre la production de particules virales infectieuses
This work contributes to the development of the PAT strategy for animal cell culture processes. The aim of this study was to improve the understanding and the control of Vero cell culture, dedicated to the production of viral vaccines, and grown on microcarriers in serum-free medium. An initial study was performed to screen the effects of certain groups of compounds of the culture medium, by the cell growth monitoring in microplates. Then, kinetic and metabolic studies conducted in spinners flasks allowed to go further and to show that the Vero cell metabolism is saturated through the pyruvate intracellular accumulation and that it is not oriented toward growth. While media renewal or punctual addition of glutamine improve the cell growth without improving the metabolism balance, the substitution of glucose and glutamine allowed to reduce apoptosis and to improve growth and metabolic performances.Furthermore, dielectric and near-infrared spectroscopies have been evaluated for the in-line process monitoring, taking into account the particularities of adherent cells. We have demonstrated their ability to quantify cell concentrations, medium component concentrations, and to detect apoptosis. Finally, major improvements by substitution of glutamine have been applied to bioreactor culture to produce a dengue vaccine prototype, with culture conditions close to industrial process. In these cases, medium renewal during the cell expansion was removed without compromising the production of infectious viral particles

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Valot, Laurine. "Development of multifonctional hybrid hydrogels for mesenchymal stem cell-based cartilage repair." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS074.

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Abstract:

Nous avons développé des hydrogels hybrides pour l’encapsulation de cellules souches mésenchymateuses dans la perspective de réparation du cartilage. Notre stratégie repose sur la fonctionnalisation de biopolymères et de molécules actives avec des groupements triéthoxysilanes afin de préparer des hydrogels par un procédé sol-gel. Ce procédé bio-orthogonal, se déroule dans l’eau, à pH physiologique et 37 °C. Dans un premier temps, nous avons mis au point un système de catalyseurs sol-gel biocompatible et étudié les paramètres influençant la cinétique de gélification. Dans un second temps, des peptides hybrides silylés de différentes tailles mimant la séquence du collagène ont été synthétisés. Des hydrogels ont été développés à partir de ces nouveaux blocs biomimétiques. La composition de ces hydrogels a été optimisée afin d’obtenir la meilleur viabilité cellulaire et différentiation chondrocytaire possible après encapsulation. Les propriétés mécaniques de ces hydrogels ont été étudiées révélant un fort impact de la composition. Enfin, ces hydrogels ont été imprimés en 3D par extrusion, et des compositions spécifiques combinant différant biopolymères, ont été développées pour faciliter ce procédé. Au travers des différents exemples d’hydrogels préparés, l’intérêt et la versatilité du procédé sol-gel pour la préparation de matériaux biologiquement actifs a été démontrée, et permet d’envisager de nombreuses applications dans le domaine de la santé
We developed hybrid hydrogels for mesenchymal stem cells embedding, which could be of interest for cartilage repair. Our strategy is based on the functionalization of bioactive molecules and biopolymer with triethoxysilane moieties to prepare hydrogels by a sol-gel process. This bio-orthogonal process take place in water, at physiological pH and 37 °C. First, we searched for a biocompatible catalysis method and we studied the reaction parameters influencing the gelation time. Then, collagen-like peptides of various sizes have been synthesised and silylated to prepare biomimetic hydrogels. The composition of these hydrogels has been improved to reach the best cellular viability and chondrocyte differentiation after embedding. The resulting mechanical properties were also studied. Finally, theses hydrogels have been 3D-printed by extrusion and new compositions have been developed to reach a better accuracy. Through the numerous hydrogel compositions we developed, the potential and versatility of sol-gel process for hydrogel preparation was demonstrated, paving the way to many applications in health sciences

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Ma, Alexandre. "Etude et optimisation d'un procédé plasma basse puissance pour le dépôt de ZnO dopé et non dopé à propriétés photovoltaïques à partir d'une solution aqueuse." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066475/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s'insère dans la Recherche et Développement du Photovoltaïque. L'objectif était d'étudier, développer et optimiser un nouveau procédé plasma de dépôt pour l'élaboration de couches minces d'oxyde de zinc (ZnO) pour l'application de couche fenêtre dans les cellules solaires de type Cu(In,Ga)Se2. La particularité de ce procédé est de réaliser rapidement des couches d'oxyde (≥ 0,6 nm/s) à partir d'une solution aqueuse de précurseurs non toxiques, interagissant, sous forme de gouttes, avec le plasma. La faisabilité du dépôt de ZnO par le réacteur plasma basse puissance (LPPR) a été vérifiée en obtenant des couches de ZnO homogènes, cristallines et transparentes grâce à l'optimisation des paramètres du réacteur. Le diagnostic du réacteur plasma et la modélisation/simulation du réacteur nous ont permis de constater que l'état physique et la taille des gouttes influent sur la qualité des couches d'oxyde. Des cellules solaires ont été réalisées permettant de valider la qualité des couches de ZnO obtenues via notre procédé plasma. Les meilleurs rendements sont d'environ 14 % ce qui est très prometteur pour les recherches futurs. L'étude du dopage de type N du ZnO a été abordé dans le but de réaliser une couche fenêtre complète par le réacteur LPPR. Cependant beaucoup d'améliorations et d'études restent à faire telles que la mise en place d'un système d'injection sophistiqué, ou encore l'investigation approfondie sur le dopage. Néanmoins une étude des coûts matières/énergie du procédé a été réalisée afin de pouvoir positionner le réacteur plasma parmi les autres techniques employées pour la réalisation de cellules CIGS
This work is part of the Research and Development of Photovoltaic. The aim was to study, develop and optimize a new deposition plasma process for the elaboration of zinc oxide thin layers (ZnO) as the window layer in Cu(In,Ga)Se2 solar cells of. The particularity of this process is to quickly realize oxide layers (≥ 0.6 nm/s) from an aqueous solution of non-toxic precursors, interacting in the form of droplets, with the plasma. The feasibility of the ZnO deposition by the low power plasma reactor (LPPR) was checked by obtaining homogeneous, crystalline and transparent layers of ZnO thanks to the optimization of reactor parameters. The diagnostic and modeling / simulation of the plasma reactor allowed us to see that the physical state and droplet size affect the quality of the oxide layers. Solar cells were created to validate the quality of ZnO layers obtained via our plasma process. The best obtained efficiency is about 14% which is very promising for future research. The study of doping N type ZnO was addressed in order to achieve a complete window layer by LPPR reactor. However many improvements and studies are still needed, such as the establishment of a sophisticated injection system, or the thorough investigation on doping. Nevertheless a cost study about material/energy of the process was conducted in order to place the plasma reactor among other techniques used for the production of CIGS solar cells

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Jonckeau, Agathe. "Production, purification et caractérisation d’une gonadotropine chorionique équine recombinante à usage vétérinaire." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0208.

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Abstract:

Des hormones gonadotropiques sont utilisées pour la maîtrise de la reproduction dans le domaine vétérinaire. Ces hormones sont actuellement extraites de tissus ou de fluides animaux. L’entreprise CEVA Santé Animale a récemment fait le choix stratégique de produire ces hormones par voie recombinante. L’objectif de cette étude était d’obtenir une gonadotropine chorionique équine recombinante, reCG, pure et biologiquement active, à partir d’une lignée de cellules mammifères CHO. Les étapes de production, de purification et de caractérisation de l’hormone recombinante ont été développées. Les cellules CHO ont été cultivées en fiole d’Erlenmeyer dans différents milieux de culture. Le suivi de la croissance cellulaire et de la quantité d’hormone produite a permis de sélectionner deux milieux. Le procédé de production, avec ces deux milieux, a été optimisé en bioréacteur en contrôlant les paramètres de culture (température, pH). Les protéines produites dans le surnageant, de ces deux cultures, ont été nommées reCG 1 et reCG 2. Un procédé de purification en 3 étapes a été mis au point pour la reCG 1. Plusieurs résines et conditions chromatographiques ont été criblées en microplaques. Les résines multimodales utilisées ont permis d’éliminer des contaminants majeurs grâce à leur sélectivité. Les agrégats de la reCG ont été éliminés grâce à une résine anionique. Le procédé de purification global a été validé pour la reCG 1 et la reCG 2. Il a permis d’obtenir une pureté de 98 % avec un rendement de 80 %. L’activité biologique de la reCG 1 et la reCG 2, in vitro et in vivo, est comparable à celle de la protéine naturelle. L’activité biologique in vivo des reCG est cohérente avec l’étude réalisée sur les glycosylations des hormones et notamment avec leur degré de sialylation
The gonadotrophic hormones are used for reproduction control in farming animals. Up to now, these hormones were extracted from animal fluids or tissues. The company CEVA Santé Animal has recently decided to produce recombinant versions of these hormones. The objective of this study was to obtain a pure and biologically active recombinant equine chorionic gonadotropin (reCG) after expression in CHO mammalian cells. The production, purification and characterization steps have been developed. CHO cells were grown in Erlenmeyer flasks with different culture media. Two media were selected based on their cell growth potency and of the amount of reCG produced. By using a bioreactor to control key parameters (temperature, pH), the production process was then optimized. The recombinant proteins that accumulated in the supernatant of the two conditions were called reCG 1 and reCG 2. A 3-steps purification process was then developed using reCG 1. Several resins and chromatographic conditions were screened in microplates. Multimodal resins were used to eliminate the main contaminants thanks to their selectivity. reCG aggregates were efficiently eliminated by a chromatographic step with an anionic resin. The overall purification process was finally validated for reCG 1 and reCG 2. Purity and yield were respectively, 98 % and 80 % for the two reCG. We verified that the in vitro and in vivo activities of reCG 1 and reCG 2 were comparable to those of the CG extracted from natural sources. The in vivo assays also confirmed previous studies showing that the degree of glycosylation of an hormone, and most notably their level of sialytation, is important for their biological activity

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Sion, Caroline. "Development of an optimized perfused-continuous process of culture of human umbilical cord mesenchymal stem cells (hMSC) grown on innovative adhesion supports." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0113.

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Abstract:

Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) ont un fort intérêt en utilisation clinique. Leurs différentes caractéristiques telles que leurs propriétés immuno-modulatrices, leur capacité à se différencier, et aussi la sécrétion de facteurs, sont nombreuses et prometteuses pour le traitement clinique de maladies où peu de thérapies sont proposées ou sont peu efficaces. Cependant, les doses à injecter pour des résultats cliniques significatifs doivent être répétées et contiennent généralement des quantités importantes de cellules (106 cellules kg-1 par patient). Ainsi, des méthodes de production à grande échelle doivent être mises en œuvre pour répondre à la demande, tout en minimisant les coûts de production. Dans ce travail de thèse, une première étude a permis de comprendre une partie des mécanismes d’interaction des cellules avec leurs supports de croissance, les microporteurs. Le temps d’adhérence et des migrations cellulaires entre microporteurs ont pu être mesurés et étudiés. Une stratégie d’ajout de microporteurs à des temps spécifiques de la culture a été proposée. Suite à cela, la deuxième partie d’étude de ces travaux a été de déterminer les performances d’expansion du procédé réalisé à plus grande échelle (1.5 L), en utilisant des microporteurs innovants développés par les équipes partenaires du projet européen, et présentant des chimies de surfaces variées. Plusieurs microporteurs candidats se sont révélés prometteurs pour l’expansion des cellules souches de la gelée de Wharton. Enfin, la dernière partie de la thèse a été consacrée au développement d’un procédé innovant reposant sur le soutirage de microporteurs vides, diminuant le risque de frictions délétères entre des microporteurs très concentrés, a été proposé. De plus, un contrôle en ligne de la concentration en cellules vivantes a été effectué dans le bioréacteur à cuve agitée. Des microporteurs commerciaux innovants, solubles sous l’action d’enzymes, ont été utilisés dans cette dernière partie. Une amélioration du facteur d’expansion (d’un facteur 1.5) a été obtenue par l’utilisation de ce mode continu et perfusé en bioréacteur. De plus, ces microporteurs, solubles sous l’action d’enzymes, ont permis un excellent rendement de détachement cellulaire, élément essentiel pour envisager l'utilisation des CSMs en thérapie cellulaire à un coût contrôlé
Mesenchymal stem cells (MSCs) show great interest in cellular therapies. Their various characteristics such as their immuno-modulatory properties, their ability to differentiate, and also the secretion of factors, are numerous and promising for new clinical treatments for diseases where few therapies are proposed or have few efficiencies. The doses to be injected for significant results must be repeated and generally contain high quantities of cells (106 cells kg-1 per patient approx). Large scale production methods must be implemented to meet the demand, and in the least costly way possible. In this PhD work, the main objective was to develop a scalable process adapted to these support-dependent cells. For this end, a first study allowed to understand part of the mechanisms of interaction of cells with their growth supports, the microcarriers. The adhesion time but also the cell migrations between microcarriers were characterized and evaluated. A strategy of fed-batch mode strategy with microcarriers addition at specific times in the culture was also proposed. Following this, the second part of the study of this work was to determine the efficiency on larger scale expansion process (1.5 L), using of innovative microcarriers developed by the partner teams of the ‘ImprovesStem’ European project. Several microcarriers candidates with chemically modified surface proved to be promising for the expansion of Wharton’s jelly stem cells. Finally, in the last part of the thesis, an innovative process based on the removal of empty microcarriers, avoiding the risk of deleterious frictions between highly concentrated microcarriers was proposed. Moreover, an on-line monitoring of viable cell concentration was carried-out in the stirred tank bioreactor. Innovative commercial microcarriers, soluble under the action of enzymes, were used in this last part of the study. An improvement of the expansion factor (by a factor of 1.5) was obtained in this continuous-perfused mode of culture in the stirred bioreactor. In addition, these enzymatically-soluble commercial microcarriers allowed for an excellent detachment yield, essential to consider their use in cell therapy

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Oliva, Florian. "Modélisation, caractérisation et optimisation des procédés de traitements thermiques pour la formation d’absorbeurs CIGS." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2014. http://www.theses.fr/2014EMSE0738/document.

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Abstract:

L’énergie photovoltaïque jouera un rôle déterminant dans la transition énergétique future. Bien que les cellules solaires à base de silicium dominent encore le marché, leur coût de fabrication et le poids des modules limitent leur développement. Depuis quelques années, les industriels s’intéressent de plus en plus aux dispositifs à base de couches minces en raison de leurs procédés de fabrication rapides et peu onéreux sur de larges substrats. Cette technologie utilise une large variété de matériaux; les chalcopyrites tels que Cu(In,Ga)Se2 sont les plus prometteurs. Le procédé de fabrication de couches chalcopyrites le plus répandu est la coévaporation mais l’utilisation de vides très poussés rende cette technique peu adaptée à la production à grande échelle de modules bon marché. La solution alternative décrite dans ce travail est un procédé en deux étapes basé sur le recuit sous atmosphère réactive de précurseurs métalliques électrodéposés. Le développement de cette technologie passe par une meilleure compréhension des mécanismes d’incorporation et d’homogénéisation du gallium dans les couches formées et par une optimisation des étapes de recuit. Le premier objectif de ce travail de thèse est une étude des mécanismes réactionnels mis en jeu lors du procédé de recuit à travers l’étude de différents types de précurseur. Par la suite ces connaissances sont utilisées pour modéliser et optimiser un recuit industriel innovant. Ce travail est réalisé à l’aide de plans d’expérience (DOE) où l’influence de certains paramètres, les plus critiques est mise en évidence. Des voies d’optimisation sont proposées et des hypothèses faites afin d’expliquer les phénomènes observés
Solar energy is promised to be a major actor in the future of energy production. Even if silicon based solar cells remain the main product their fabrication is energy consuming and requires heavy cover glass for protection, which reduce their development. For several years, commercial interest has shifted towards thin-film cells for which manufacturing time, large scale production, fabrication costs and weight savings are the main advantages. For thin film technology, a wide variety of materials can be used but chalcopyrite such as Cu(In,Ga)Se2 is one of the most promising. The most current method used for chalcopyrite formation is co- evaporation but this process is very expensive and not well suitable for large scale production due to high vacuum requirements. One alternative solution described in this work consists of a two-step technology based on the sequential electro-deposition of a metallic precursor followed by a rapid reactive annealing. However to reach its full potential this technology needs a better understanding of the Ga incorporation mechanism and of the selenization/sulfurization step. This work focuses first on formation mechanisms through the study of several kinds of precursor. This knowledge is then used to explain and to optimize innovative annealing processes. This study is achieved by observing the impact of some process parameters using designs of experiment (DOE). A link between process parameters and properties of these thin films is obtained using electrical, structural and diffusion characterization of the devices. Finally we propose hypothesis to explain observed phenomena and also some improvements to meet the challenges of this process

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Dissertations / Theses on the topic 'Procédé en cellules entières'

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