Thèses : « Particules (matière) – Effets physiologiques »

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Barbier, Emeline. « Étude des mécanismes physiopathologiques impliqués dans la toxicité des particules ultrafines chez un modèle murin : une approche multi-organes ». Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILS063.

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Résumé :

Bien qu'une diminution conséquente de la pollution atmosphérique soit constatée depuis les années 1990, cette dernière demeure un problème de santé publique majeur, à l'origine de plus de 4,2 millions de décès prématurés par an dans le monde. À l'heure actuelle, l'attention des experts se concentre sur les particules ultrafines (PM0,1 ou PUF) en raison de leur capacité à transloquer dans la circulation systémique pour atteindre les organes périphériques où elles seront alors susceptibles d'avoir un impact néfaste. Néanmoins, les connaissances en termes de mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la toxicité de ces particules restent encore très parcellaires et demeurent, le plus souvent, centrées sur leur cible principale qu'est le poumon. Ainsi, ce projet de thèse avait pour objectifs principaux d'apporter des éléments novateurs sur la toxicocinétique (i.e., distribution/persistance) et la toxicodynamique (i.e., mécanismes physiopathologiques, voies de signalisation associées) de PUF prélevées en milieu urbain, d'une part, et les effets organo-spécifiques des PUF et l'utilisation des miARN circulants comme indicateurs d'exposition chronique et/ou cumulées aux PUF dans un modèle murin, d'autre part. Afin de répondre à ces interrogations, des souris Balb/cJRj ont été exposées durant 3 mois à différentes doses de PUF prélevées dans la zone urbaine de Lille, puis des analyses ont été réalisés au sein de différents organes-cibles richement vascularisés, et par conséquent directement exposés aux PUF lors de leur phase de translocation et de distribution systémique. Les résultats obtenus ont démontré que, dans l'ensemble des organes cibles, le potentiel oxydant intrinsèque des PUF induisait indéniablement la production d'espèces pro-oxydantes et l'activation de défenses antioxydantes en quantité suffisante pour rétablir un état d'homéostasie redox mais ne parvenant pas, cependant, à éviter l'apparition d'une réponse inflammatoire au niveau pulmonaire, cardiaque et cérébral. Des approches transcriptomiques réalisés au sein des poumons, organes cibles présentant les effets délétères les plus marqués, ont suggéré la dérégulation de nombreuses voies de signalisation en relation avec les réponses oxydante et inflammatoire, qui constituent les mécanismes centraux de toxicité des PUF mais aussi avec des mécanismes de toxicité plus originaux tels que la dysfonction mitochondriale, la transition épithélio-mésenchymateuse et le remodelage tissulaire, dont la modulation a également été validée d'un point de vue fonctionnel. Ces données prometteuses pourraient à terme contribuer à une meilleure prise de décision quant à la réduction des émissions des PUF de même qu'à la réactualisation des normes réglementaires actuellement en vigueur
Although there has been a significant reduction in air pollution since the 1990s, it remains a major public health problem, responsible for over 4.2 million premature deaths worldwide every year. At present, experts' attention is focused on ultrafine particles (PM0.1 or UFP) because of their ability to translocate into the systemic circulation and reach peripheral organs, where they are likely to have a harmful impact. Nevertheless, the knowledge of the cellular and molecular mechanisms involved in the toxicity of these particles is still very patchy, and most often remains focused on their main target, the lung. Thus, the main objectives of this thesis project were to provide innovative insights into the toxicokinetics (i.e., distribution/persistence) and toxicodynamics (i.e., pathophysiological mechanisms, associated cell signaling pathways) of UFP collected in urban environments, on the one hand, and the organospecific effects of UFP and the use of circulating miRNA as indicators of chronic and/or cumulative exposure to UFP in a mouse model, on the other hand. To answer these questions, Balb/cJRj mice were exposed for 3 months to various doses of UFP collected in the urban area of Lille, then analyzed in various target organs richly vascularized, and therefore directly exposed to UFP during their translocation and systemic distribution phase. The results showed that, in all target organs, the intrinsic oxidative potential of UFP undeniably induced the production of oxidative oxygen species and the activation of antioxidant defenses in sufficient quantities to restore a state of redox homeostasis, but were unable to prevent the onset of an inflammatory response in the lungs, heart and brain. Transcriptomic approaches carried out in the lungs, the target organ with the most marked deleterious effects, have suggested the deregulation of numerous signaling pathways in relation to oxidative and inflammatory responses, which constitute the central mechanisms of UFP toxicity, but also with more original toxicity mechanisms such as mitochondrial dysfunction, epithelial-mesenchymal transition and tissue remodeling, whose modulation has also been validated from a functional point of view. These promising data could ultimately contribute to better decision-making on the reduction of UFP emissions, as well as to the updating of current regulatory standards

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Rodriguez, Romain. « Etude expérimentale de la dispersion de particules ultrafines dans le sillage de modèles simplifiés de véhicules automobiles ». Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0032/document.

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Résumé :

La pollution de l’air cause de près de 7 millions de décès annuels dans le monde. L’exposition aux Particules Ultrafines (PUF), polluants parmi les plus néfastes pour la santé, atteint ses niveaux les plus importants en milieu urbain, principalement dus au transport routier. Dans cette thèse, nous examinons les liens entre les champs de concentration en nombre des PUF émises à l'échappement dans le sillage de modèles simplifiés d'automobiles (corps d’Ahmed) et les propriétés de ces écoulements. Ces travaux permettent de mieux comprendre les niveaux d'exposition aux PUF auxquels sont soumis tous les usagers de la route à l’échelle du sillage du véhicule. Trois modèles simplifiés de véhicules ont été utilisés. Ils sont caractérisés par leur angle de lunette arrière permettant de reproduire en soufflerie les structures principales des écoulements de sillage automobile. A l’aide d’une méthode innovante de traitement des données, des mesures de vitesses acquises grâce à des techniques différentes (LDV/PIV) ont été analysées. Elles ont révélé que l’angle d’inclinaison de la lunette a un rôle déterminant sur la structure des écoulements de sillage. Par ailleurs, la comparaison avec les mesures des concentrations en nombre de PUF a permis de montrer que le volume de la structure torique de recirculation en proche culot, dépendant de la géométrie, a un impact majeur sur la dispersion des particules dans la direction verticale. Enfin, il est mis en évidence que les structures tourbillonnaires longitudinales existantes pour une inclinaison intermédiaire de la lunette ont un impact prépondérant sur la dispersion transversale ainsi que sur la symétrie des champs de concentration
Around 7 million worldwide annual death sare due to air pollution. Among all pollutants, UltrafineParticles (UFP) cause strong adverse effects. Due to road transport, UFP exposure reaches its most significant levels in urban areas. In this thesis, the aim is to assess the links between the wake flow properties of simplified car models(Ahmed bodies) and UFP number concentration fields due to exhaust emission. This study enables the knowledge about UFP exposure levels of all road users at vehicle wake scale to be better understood. Three simplified car models with three corresponding rear slant angles have been used in order to reproduce the principal wake structures of road vehicles in a wind tunnel. Thanks to an innovative data processing method, velocity measurements with two techniques(LDV/PIV) point out the major role of the rear slantangle on the model wake structures. Moreover, comparisons have been made with particle number concentration measurements of UFP in the wake of the same models. We highlighted the link between the volume of the toric recirculation region close to the rear and the vertical dispersion of UFP. Furthermore, longitudinal vortices that exist with the intermediate rear slant angle geometry play an important role on the transversal dispersion as well as on the concentration field symetry

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Heliot, Amélie. « Étude de la réponse cellulaire et des Vésicules Extracellulaires produites par des macrophages primaires exposés aux particules fines (PM₂.₅) ». Thesis, Littoral, 2018. http://www.theses.fr/2018DUNK0522.

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Résumé :

La pollution atmosphérique est un problème de santé publique. En 2013, le Centre International de Recherche sur le Cancer a classé la pollution de l'air, ainsi que les particules fines (PM₂.₅), de taille inférieure à 2,5 µm, comme cancérogène de groupe I pour l'homme. Les PM₂.₅ ont la capacité de pénétrer en profondeur dans l'appareil respiratoire. En se déposant au niveau des alvéoles pulmonaires, elles entraînent une réponse inflammatoire importante notamment via la libération de médiateurs de l'inflammation et des vésicules extracellulaires (EV) par les cellules immunitaires infiltrantes ou résidentes. Dans ce contexte, ce projet de thèse comportait deux objectifs majeurs : i) déterminer les caractéristiques chimiques des PM₂.₅ collectées en milieu industrialo-urbain, en identifier les origines et la variabilité saisonnière de leur composition chimique ; ii) étudier la réponse et les EV produites par les macrophages suite à l'exposition aux PM₂.₅ et observer les effets des EV sur les cellules pulmonaires.Pour cela, des macrophages primaires ont été exposés aux PM₂.₅ prélevées à Dunkerque et leur réponse cellulaire (stress oxydant, inflammation, polarisation, miARN) a été mesurée. Les EV produites en réponse à cette exposition ont été isolées et caractérisées. Enfin, des cellules épithéliales pulmonaires, les BEAS-2B, ont été exposées aux EV libérées en réponse à l'exposition aux PM₂.₅ et les effets de cette exposition (inflammatoire, stress oxydant, miARN) ont été mesurés. Nous avons mis en évidence une inflammation et une réponse anti-oxydante dans les macrophages, ainsi qu'une modification de leur polarisation. Les PM₂.₅ entrainent une libération plus importante d'EV
Air pollution is a major public health problem. In 2013, The International Agency for Research on Cancer classified air pollution and fine particle (PM₂.₅), with size lower than 2.5 µm, as carcinogenic to humans (group I). PM₂.₅ are able to penetrate deeply in lungs. When PM₂.₅ settle in pulmonary alveolar, they lead to strong inflammatory response, with inflammatory mediators ans extracellular vesicles release by infiltrating or resident immune cells. In this context, this thesis included two major aims : i) evaluate the physico-chemical characteristics of PM₂.₅ sampled in an industrial-urban site, identify their origin and study the seasonal variability of their composition ; ii) investigate the cellular response and EV produced by macrophages in response to PM₂.₅ and study EV's effects on epithelial cells. To achieve this, macrophages are exposed to PM₂.₅ collected in Dunkerque, and cellular response (oxidative stress, inflammation, polarization, miRNA) was quantified. EV released in response to PM₂.₅ exposition was isolated and characterized. Finally, epithelial cells, BEAS-2B, are exposed to EV released by exposed and non exposed macrophages to evaluate effects from this exposure (inflammation, oxidative stress, miRNA). We observed inflammation and anti-oxidant response in macrophages after PM₂.₅ exposure, as well as polarization modification. PM₂.₅ lead to increased number of EV by macrophages

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Leonetti, Daniela. « Rôle des microparticules membranaires dans la physiopathologie de la maladie de Crohn : effets sur la vasomotricité et les tissus cibles ». Angers, 2011. http://www.theses.fr/2011ANGE0037.

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Les microparticules (Mps) sont des vésicules libérées lors de l'activation cellulaire et de l'apoptose. Des taux élevés de Mps et des altérations vasculaires induites par les Mps ont été décrites dans différentes maladies à composante inflammatoire. A ce jour, la participation et le rôle de Mps dans la maladie de Crohn (MC) ne sont pas encore élucidées. L'objectif de cette thèse a été d'étudier si les Mps issues de patients atteints de MC (MCMPs) jouent un rôle dans la régulation de la fonction endothéliale et de la réactivité vasculaire dans cette maladie. En particulier a été évaluée une corrélation entre leur rôle et l'état de la maladie. Deuxièmement, nous avons évalué les effets de MCMPs dans la phase active et inactive sur différents tissus y compris le côlon un des principaux tissus cibles impliqués dans la maladie. Nous avons montré que les patients atteints de MC présentent un taux augmenté de Mps circulantes par rapport aux sujets sains et que les MCMPs sont capable d'induire une dysfonction endothéliale et une hyperéactivité vasculaire dans l'aorte de souris par une altération de l'équilibre entre la production de NO, les métabolites de COX-2 et les ROS. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous rapportons que les MCMPs jouent un rôle dans la production de NO et le stress oxydant dans différents tissus, notamment le côlon et pourraient être liées à des voies de signalisation concernant les cytokines inflammatoires impliquées dans la MC. L'ensemble des résultats suggère que les MCMPs peuvent être considérés comme des marqueurs de la fonction endothéliale, blessure et inflammation permettant d'envisager les Mps comme cibles pharmacologiques de cette maladie
Microparticles (Mps) are membrane vesicles released during cell activation and apoptosis. High levels of Mps and the presence of vascular alterations induced by Mps have been reported in different diseases characterized by an inflammatory component. At present, the participation and the rôle of Mps in Crohn's desease (CD) are not elucidated yet. The aim of the present thesis was first to investigate whether Mps from CD patients (CDMPs) play a rôle in the regulation of endothelial finction and vascular reactivity in this intestinal bowel disease. Of importance is to correlate their rôle with respect to the state of the CD. Secondly, we pursued the evaluation of potential effects of Mps from inactive and active CD patients on different tissues including the colon one the main target tissue involved in this desease. Firstly, we showed that CD patients displayed increased levels of circulating Mps compared to healthy subjects. Furthermore, CDMPs are able to induce endothelial dysfunction and vascular hyporeactivity in mouse aorta by a subtle alteration of the balance between the production of NO, metabolites from COX-2 and ROS. In the second part of this thesis, we suggested that CDMPs play a rôle in NO production and oxydative stress in different tissues, notably in the colon, and could be linked to specific signalling pathways that concern inflammatory cytokines directly involved in this pathology. In light of these results, we proposed that CDMPs can be considered as markers of endothelial dysfunction, tissue injury and inflammation and suggested a promissing possibility to consider CMPs as possible pharmacological targets of this pathology

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Melki, Pamela. « Health impact of airborne particulate matter in Northern Lebanon : from a pilot epidemiological study to physico-chemical characterization and toxicological effects assessment ». Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0444/document.

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Résumé :

L'exposition à la pollution atmosphérique, notamment aux particules fines (PM₂.₅), représente un risque majeur pour la santé dans le monde entier, et d'autant plus dans les pays en développement.Le Nord du Liban est ainsi affecté par plusieurs sources de pollution d'origine anthropique, urbaine et industrielle. Pourtant, dans cette région, aucune étude ne s'est intéressée à l'impact des PM₂.₅ sur la santé publique. Il faut également souligner que les mécanismes de toxicité des PM₂.₅ ne sont pas totalement identifiés. Le but de ce travail est d'étudier la nature et l'impact sanitaire de la pollution atmosphérique particulaire dans le Nord du Liban. Nous avons procédé à une enquête épidémiologique, et prélevé des particules fines que nous avons caractérisées sur les plans physico-chimiques et toxicologiques. Deux régions ont été considérées dont une est située à proximité d'activités industrielles. L'étude épidémiologique et de perception menée dans les deux zones du Nord du Liban (310 questionnaires/zone traitée), a montré une relation entre gêne, maladies respiratoires et proximité des industries. Cette enquête a ainsi confirmé l'intérêt de mener une étude toxicologique dans cette région. Afin de renforcer les connaissances sur la toxicité pulmonaire des aérosols atmosphériques particulaires avec une attention toute particulière portée à l'étude de certains des mécanismes d'action suspectés d'être impliqués dans la cancérogénécité, les caractéristiques physico-chimiques et toxicologiques des particules fines (PM₂.₅₋₀.₃) prélevées sur les deux sites ont été étudiées. Les particules collectées ont montré une composition similaire sur les deux sites concernant les espèces majeures. La contribution des activités industrielles a été mise en évidence par des teneurs légèrement plus élevées de certains éléments traces, d'HAP et surtout par une teneur jusqu'à 100 fois plus élevée en dioxines. Nos résultats ont mis en évidence l'influence de nombreuses sources de combustion (diesel, essence, charbon et biomasse) ; la combustion de déchets et d'autres procédés industriels sont également suspectées. Un potentiel génotoxique et mutagène plus prononcé a été mis en évidence pour les particules collectées sur le site sous influence industrielle par rapport aux particules provenant du site sous influence rurale, à l'aide du test d'Ames en milieur liquide et le SOS chromotest. Les effets observés sont très probablement influencés par la fraction organique des particules. Afin d'approfondir la recherche des mécanismes génotoxiques des PM, des cellules bronchiques humaines (BEAS-2B) ont été exposées à différentes concentrations de particules. Les mécanismes de toxicité, tels que l'activation métabolique des HAP(CYP1A1) et les cassures double-brins (quantification de yH2AX par cytométrie de flux et in-cell western), ont été induits par les deux échantillons de PM₂.₅₋₀.₃ avec un effet plus prononcé pour les particules industrielles. Par ailleurs, les PM ont montré une tendance à perturber le fonctionnement du système de réparation de l'ADN (par l'expression des gènes OGG1, NTH1, APE1, NUDT1, DNMT1, MGMT, XPA et XRRC1, et l'expression des protéines PARP1, DNMT1 et OGG1). Les mécanismes de réparation des dommages de l'ADN ont ainsi été réprimés jusqu'à 48h d'exposition aux PM, notamment aux PM₂.₅₋₀.₃ collectées sous influence industrielle, et réactivés après 72h d'exposition. Ces dommages concernent les adduits encombrants à l'ADN, et ceux causés par le stress oxydant, des cassures des brins d'ADN et la méthylation. Nos résultats suggèrent des mécanismes d'action mutagènes, génotoxiques et épigénétiques impliqués dans la cancérogénécité des particules fines, en partie liés à la composition de la fraction organique
Exposure to air pollution, especially fine particulate matter (PM₂.₅), remains a major health risk, mainly in the developing countries. Northern Lebanon is affected by several sources of anthropogenic, urban and industrial pollution. However, no studies have examined the impact of PM₂.₅ on public health in this region. In addition, it should be noted that the toxicity mechanisms of PM₂.₅ are not fully identified. The aim of this work is to study the composition and the health impact of the atmospheric particulates in Northern Lebanon. An epidemiological survey was performed and fine particles were extracted and characterized physico-chemically and toxicologically. This study was conducted in two sites, one of which is influenced by industrial activities. Perception and epidemiological survet, conducted in two areas in Northern Lebanon, rural and industrial (310 treatable questionnaires/area), showed a relationship between annoyance, respiratory diseases and living in proximity to industrial activities. Moreover, results confirmed the interest in conducting a toxicological study in this region. Hence, to contribute to fulfill the gap of knowledge about the pulmonary toxicity of particulate matter and the mechanisms of action involved in the carcinogenicity, the study of physicochemical characteristics and toxicological endpoints of PM₂.₅₋₀.₃ from both sites were performed. Physicochemical analyses of the collected particles evidenced similar characteristics in major species. In particular, we have shown slightly higher levels of PAHs and trace metals and up to 100 times higher dioxins concentrations at the vicinity of industries. Our results evidenced the influence of numerous combustion sources (diesel, gasoline, coal and biomass burning) ; waste combustion and other industrial processes are also suspected. A more pronounced genotoxic and mutagenic potential was evidenced after exposure to particles collected at the vicinity of industries when compared to the rural ones, using the Ames fluctuation test and SOS chromotest. The effects of the collected particles are probably related to their organic composition. In order to assess the underlying toxic mechanisms, human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) were then exposed to different concentrations of the sampled PM₂.₅₋₀.₃. Genotoxicity mechanisms such as metabolic activation of organic compounds (CYP1A1) and consecutive DNA damages such as DNA strands breaks (yH2AX quantification by flow cytometry analysis and in-cell western assay) were induced by the two samples of PM₂.₅₋₀.₃ , with a more pronounced effect of industrial particles. Moreover, PM showed tendency to alter the DNA repair process (OGGI, NTH1, APE1, NUDT1, DNMT1, MGMT, XPA, XRRC1 gene expression and PARP1, DNMT1, OGG1 proteins expression). DNA repair mechanisms were repressed up to 48h of exposure to PM especially to the industrial influenced PM₂.₅₋₀.₃ and reactivated after 72h of exposure. The DNA damages involve bulky DNA adducts, oxidative stress damages, DNA strand breaks and methylation. These results suggest mutagenic, genotoxic and epigenetic mechanisms of action involved in the carcinogenicity of fine particles, partly related to their organic composition

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Desreumaux, Nicolas. « Emulsions microfluidiques et rouleurs colloïdaux : effets collectifs en matière molle forcée hors-équilibre ». Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066071/document.

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Résumé :

Emulsions, suspensions colloïdales, solutions polymères, suspensions bactériennes, ... Les propriétés dynamiques de ces systèmes dispersés reposent sur l'interaction entre la structure microscopique de la phase dispersée et l'écoulement de la phase continue.Le travail présenté dans cette thèse porte sur la dynamique collective de telles suspensions forcées hors-équilibre. Le forçage peut avoir lieu à l'échelle macroscopique (advection, force uniforme, ...) ou à l'échelle microscopique (auto-propulsion).Le dénominateur commun à toutes mes études est de chercher à comprendre la dynamique grande échelle des suspensions sur la base des symétries des interactions, principalement hydrodynamiques, entre les particules.Notre approche est expérimentale et repose sur l'utilisation d'outils microfluidiques pour réaliser des expériences modèles quantitatives.Dans la première partie du manuscrit, j'étudie la dynamique de suspensions de particules passives rigidement confinées au sein d'un film fluide. En particulier, je présente nos résultats expérimentaux et théoriques sur la propagation d'ondes de densité linéaires au sein de telles suspensions. Dans la seconde partie du manuscrit, je m'intéresse à la dynamique d'assemblées bidimensionnelles de particules auto-propulsées en mouvement dans un fluide globalement au repos. Je présente notre système expérimental, basé sur un mode de propulsion original des particules, et qui permet d'étudier et de comprendre l'émergence du mouvement collectif sur la base des interactions de paires. J'étudie ensuite la propagation des excitations non linéaires de ces assemblées de particules dans des milieux hétérogènes
Emulsions, colloidal suspensions, polymer solutions, bacterial suspensions, ... The dynamical properties of these disperse systems rely on the interplay between the microscopic structure of the dispersed phase, and the flow of the continuous phase.This thesis is devoted to the collective dynamics of suspensions driven out-of-equilibrium. The driving can take place either at the macroscopic scale (advection, uniform strength, ...) or at the microscopic scale (self-propulsion).Our goal is to understand the large scale dynamics of the suspensions on the basis of the symmetries of the interactions between the particles.Our approach is experimental. It relies on microfluidic tools to perform quantitative model experiments. In the first part of the manuscript, I focus on the dynamics of suspensions of passive particles in rigidly confined thin liquid films. In particular, I present experimental and theoretical results on the propagation of linear density waves in advected emulsions. In the second part of the manuscript, I study the collective dynamics of bidimensional assemblies of self-propelled particles embedded in a fluid at rest at infinity. I present our experimental setup based on a new propulsion mechanism for the particles. It enables us to study and understand the emergence of collective motion on the basis of the interactions between the individuals. Finally, I investigate the propagation of non-linear excitations of these assemblies of self-propelled particles in heterogeneous media

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Marchetti, Benjamin. « Sédimentation de particules : effets collectifs et filaments déformables ». Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0364/document.

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Une étude expérimentale et numérique traitant de l'influence de structures tourbillonnaires sur la sédimentation de nuage de particules sphériques sous l'effet de la gravité est présentée dans une première partie de ce manuscrit. L'écoulement est créé par électro-convection, ce qui permet de générer un réseau de vortex contrôlés en vitesse et de taille constante qui imite un écoulement tourbillonnaire. Des techniques de PIV (Particle image-velocimetry) et de suivi de particules sont utilisés pour étudier la sédimentation du nuage.Le nuage est modélisé comme un ensemble de particules ponctuelles pour lesquelles les forces d'interaction hydrodynamiques entre particules sont prépondérantes. Le comportement du nuage est comparé aux prédictions obtenues avec des modèles numériques. Dans une seconde partie est présentée une étude expérimentale et numérique concernant la sédimentation à faible nombre de Reynolds de fibres flexibles dans un fluide visqueux au repos. L'état d'équilibre atteint par la fibre flexible est étudié. Nous identifions trois régimes ayant des signatures différentes sur l'état stationnaire de la fibre flexible: un régime de faibles déformations dans lequel la force de traînée est proportionnelle à celle d'une fibre sédimentant horizontalement par rapport à la gravité; un régime de grandes déformations dans lequel la force de traînée est aussi proportionnelle à la vitesse de la fibre, mais avec un coefficient de traînée qui est celui d'une fibre chutant parallèlement à la gravité; et un régime de reconfiguration élastique où le filament se déforme avec une traînée plus faible qui n'est plus proportionnelle à sa vitesse, mais à la racine carrée de celle-ci
In the first part, a jointed experimental and numerical study examining the influence of vortical structures on the settling of a cloud of solid spherical particles under the action of gravity at low Stokes numbers is presented. We use electro-convection to generate a two-dimensional array of controlled vortices which mimics a simplified vortical flow. Particle image-velocimetry and tracking are used to examine the motion of the cloud within this vortical flow. The cloud is modeled as a set of point-particles for which the hydrodynamic interaction is preponderant. The cloud behavior (trajectory, velocity, aspect ratio, break-up time …) is compared to the predictions of a two-way-coupling numerical simulation. In the second part, a jointed experimentally and numerical study on the dynamics of slender flexible filaments settling in a viscous fluid at low Reynolds number is presented. The equilibrium state of a flexible fiber settling in a viscous fluid is examined using a combination of macroscopic experiments, numerical simulations and scaling arguments. We identify three regimes having different signatures on this equilibrium configuration of the elastic filament: a weak deformation regime wherein the drag is proportional to the fiber velocity settling perpendicular to the gravity; a large deformation regime wherein the drag is proportional to the fiber velocity settling parallel to the gravity and an intermediate elastic reconfiguration regime where the filament deforms to adopt a shape with a smaller drag which is no longer linearly proportional to the velocity but to the square root of the velocity

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Abbas, Micheline. « Auto-diffusion de particules dans un écoulement cisaillé : des interactions hydrodynamiques aux effets collisionnels ». Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000622/.

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Résumé :

Ce travail aborde, à l'aide de simulations Lagrangiennes, la description du comportement rhéophysique d'une suspension de particules solides sphériques en écoulement cisaillé. Les effets de l’inertie du fluide, de l'agitation Brownienne et de la gravité sont négligés. Les suspensions étudiées sont classées en deux grandes familles, en fonction de l'inertie de la phase dispersée caractérisée par le nombre de Stokes. A très petit nombre de Stokes, les suspensions sont de type liquide-solide où le fluide est très visqueux. Le modèle de simulation "Force Coupling Method" est utilisée pour simuler les interactions hydrodynamiques qui contrôlent la dynamique de ces suspensions. Cette méthode se base sur un développement multipolaire de la perturbation de vitesse induite par la présence des particules dans le fluide porteur. L'évolution de quantités macroscopiques en fonction de la fraction volumique du solide [φ=1-20%] est analysée dans des suspensions monodisperses. Les résultats (fluctuations de vitesse, auto-diffusion, auto-corrélation des vitesses et distribution spatiale de paires de particules…) confortent les tendances observées dans plusieurs études de la littérature. Nous montrons que l’agitation des particules induit un comportement diffusif dont l’intensité est une fonction croissante de la concentration. Le niveau d’agitation mais aussi le temps de diffusion augmentent lorsque les interactions multi-corps contrôlent la dynamique de la suspension. Les effets de lubrification associés à des particules proches du contact sont résolus précisément. Ceci permet d'utiliser la FCM pour simuler des suspensions de concentration plus élevée (allant jusqu'à 35%), et de quantifier leur viscosité effective. Le modèle de simulation est étendu aux cas de suspensions bidisperses. L'impact de la variation du rapport de taille ou de concentration sur les statistiques (des deux espèces) est examiné pour une fraction volumique constante de la phase dispersée. Pour un rapport de concentration fixe, nous avons trouvé qu'un rapport de taille croissant entraîne une augmentation (resp. Diminution) du niveau de fluctuation des petites (resp. Grosses) particules. Quand le rapport de taille et la concentration totale sont fixes, l'augmentation du nombre de grosses particules entraîne l'augmentation du taux de fluctuation et de la diffusion des deux espèces. Les suspensions caractérisées par un nombre de Stokes modéré ou grand sont en général de type gaz-solide. Un modèle de simulation basé sur l’intégration des trajectoires de particules assimilées à des sphères dures est utilisé pour simuler la dynamique de la suspension. Le mouvement des particules est uniquement contrôlé par les collisions et par la force de traînée sur une particule isolée. Les simulations montrent que les propriétés de la suspension dépendent fortement de l'inertie des particules et de la concentration. La variation du nombre de Stokes de 1 à 10 induit une augmentation de l'agitation des particules de trois ordres de grandeur, et une évolution de la distribution de vitesse d'une forme très piquée (proche d’un Dirac) à une forme Maxwellienne. Les résultats numériques sont confrontés aux prédictions de deux modèles issus de la théorie cinétique des milieux granulaires adaptés aux nombres de Stokes modérés: la fonction Dirac (resp. Maxwellienne déviée) est utilisée pour décrire les suspensions faiblement (resp. Fortement) agitées. Une nouvelle théorie pour déterminer les coefficients du tenseur d'auto-diffusion Lagrangienne est développée et validée avec les résultats des simulations. Les coefficients de diffusion et la viscosité de la phase solide sont également confrontés aux modèles théoriques utilisés pour la prédiction d’écoulements complexes. L'effet de l'inélasticité sur les quantités statistiques est également discuté. La conclusion de ce document fait la synthèse de tous ces résultats en proposant une approche unifiée de l’évolution de la viscosité effective du mélange fluide/particules. Une modification de la méthode FCM est proposée pour modéliser simultanément l'inertie des particules et les interactions hydrodynamiques
Lagrangian simulations are used to study the rheophysics of sheared suspensions of spherical particles. The effects of the fluid inertia, the Brownian diffusion and the gravity are neglected. Depending on the particle inertia characterized by the Stokes number, the suspensions are divided into two major classes. The limit of vanishingly small Stokes numbers corresponds to solid particles suspended in a very viscous fluid. The "Force Coupling Method" is used to model the direct hydrodynamic interactions controlling the dynamics of these monodisperse suspensions. This method is based on a finite multipole expansion of the velocity field perturbation induced by each particle. The motion of all the suspension particles is simultaneously coupled through the direct solution of the Stokes equations written for the carrying fluid flow. The macroscopic evolution is studied while the solid volume fraction is increased from low to moderately concentrated [φ=1-20%]. The results (velocity fluctuation, self-diffusion, velocity auto-correlation and spatial distribution of pairs. . . ) are in agreement with several former studies of the literature. We showed that the particle agitation is enhanced by increasing the concentration and leads to a diffusive behavior of the suspension. The agitation level and the characteristic diffusion time are increasing as many-body hydrodynamic interactions control the suspension dynamics. The accuracy of the method is improved by calculating the exact lubrication forces for particle pairs near contact. Hence, this allows to simulate larger suspension concentrations (up to 35%), and to quantify the effective viscosity in this regime. The model is extended to the bidisperse suspension configurations. The dependence of the statistical quantities (of both species) on the size ratio and concentration ratio is discussed for a fixed total volume fraction. For a constant concentration ratio, we obtained that an increase of the size ratio enhances (resp. Reduces) the fluctuation level of the small (resp. Large) particles. The increase large particle number induces a significant enhancement of the fluctuations and self-diffusion of both species. The suspensions characterized by moderate to high Stokes numbers are generally of gas-solid type. A hard-sphere collision model coupled with the particle Lagrangian tracking is used to simulate the suspension dynamics. The particle motion is controlled by only the drag force and particle collisions. The simulations show that the suspension properties depend strongly on the particle inertia and concentration. Increasing the Stokes number from 1 to 10 induces an enhancement of the suspension agitation by three orders of magnitude, and an evolution of the velocity distribution function from a highly peaked (close to the Dirac delta function) to a Maxwellian shape. The numerical results are compared to the predictions of two theoretical models based on the kinetic theory of granular flows adapted to moderate inertia regimes. The velocity distribution used for weakly (resp. Highly) agitated suspensions is the Dirac delta (resp. Deviated Maxwellian) function. A new prediction of the Lagrangian self-diffusion tensor is proposed and validated by the simulations results. The diffusion coefficients and solid phase viscosity are compared to the classical models used in engineering applications. The inelasticity effect on the statistical quantities is discussed as well. The conclusion of the manuscript proposes a unified approach of all the results related to the evolution of the effective viscosity in the bulk. A modification of the Force Coupling Method is proposed to properly simulate the particle inertia and hydrodynamic effects

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Cachon, Fresnel Boris A. « Étude de pollution atmosphérique en Afrique Sub-Saharienne : Cas de Cotonou (Bénin) : Caractérisation physicochimique des matières particulaires d'origine urbaine et impact toxicologique sur des cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B) cultivées in vitro ». Thesis, Littoral, 2013. http://www.theses.fr/2013DUNK0348/document.

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Résumé :

La pollution de l'environnement, et particulièrement la pollution atmosphérique et son possible impact sur la santé humaine, suscite un intérêt grandissant dans les pays en voie de développement. Ce travail de thèse s'inscrit dans cette thématique et constitue une étude pionnière en Afrique, et au Bénin plus particulièrement. Nos résultats ont montré que l'essence utilisée à Cotonou était de piètre qualité, caractérisée par l'absence d'additifs et par une forte concentration en benzène, et pouvait être à l'origine de la dégradation de la qualité de l'air de la ville. De même, l'analyse d'échantillons de particules (PM₂․₅ et PM>₂․₅) prélevés dans le quartier de St Michel à Cotonou, a mis en exergue un taux anormalement élevé de particules en suspension dans l'air. La caractérisation physicochimique de ces particules a montré la présence d'un cocktail de composés chimiques (ions, métaux, COVs, paraffines, HAPs, etc.), en proportion plus élevées dans les particules fines PM₂․₅. L'appareil respiratoire constituant la principale voie d'exposition de l'Homme à ces particules atmosphériques, leur potentiel toxique a été évalué au travers d'une étude in vitro menée sur des cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B). Il a été ainsi démontré les propriétés cytotoxiques des deux échantillons de particules ainsi que leur capacité à induire l'expression génique des enzymes de métabolisation des composés organiques et à générer un stress oxydatif. Le déclenchement du processus inflammatoire via l'induction de l'expression génique et la sécrétion protéique de cytokines et l'apparition de modifications dans la voie de l'acide arachidonique (leucotriènes, prostaglandine, thromboxane) ont été notés. Enfin l'approche comparative des PM₂․₅ prélevées au niveau de trois villes d'Afrique de l'Ouest a permis de mettre en évidence des caractéristiques proches au Bénin, en Côte d'Ivoire et au Sénégal et la contribution des émissions du trafic routier dans la pollution de l'air
Air pollution and its adverse health effects have shown a growing interest in developing countries. This study deals with this subject and is one of the first conducted in African countries, particularly in Benin. Our results showed that the quality of gasoline used in cotonou was poor, characterized by the absence of additive and a high concentration of benzene. Thus, it could be responsible for the degradation of the city air quality. Therefore, particulate matter samples (PM₂․₅ and PM>₂․₅) were collected in St Michel neighborhood at Cotonou and results showed very high levels of particles in the ambient air. Physicochemical characterization of these particles revealed a presence of various chemicals compounds (ions, metals, VOCs, paraffins, PAHs, ect.) in higher proportion in PM₂․₅ than PM>₂․₅. The respiratory system, the main way of exposure to these airborne particles, was investigated through an in vitro study assessing the toxic potential of PM on human bronchial epithelial cells (BEAS-2B). It has been demonstrated that the two types of particules have cytotoxic properties and ability to induce gene expression of organic compounds metabolizing enzymes and to generate oxidative stress. These particles have triggered the inflammatory process through the induction of gene expression and protein secretion of cytokines, and changes in the arachidonic acid pathway (leukotrienes, prostaglandin, and thromboxane). Finally, comparative approach for PM₂․₅ sampled in three West African cities highlighted the closeness of particles characteristics in Benin, Côte d'Ivoire and Senegal, and a significant contribution of road traffic emissions in the air pollution

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Meziani, Ferhat. « Réactivité vasculaire et gestation : effets du facteur hypercalcémiant lié à l'hormone parathyroïdienne (PTHrP ) et des microparticules circulantes d'origine humaine ». Strasbourg 1, 2006. https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2006/MEZIANI_Ferhat_2006.pdf.

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Résumé :

Ce travail étudie les effets du système PTHrP/PTH1R et de microparticules humaines, sur la réactivité vasculaire de l'homme et de l'animal pendant la gestation. Le système PTHrP/PTH1R est impliqué dans la régulation du tonus de l'artère utérine et mésentérique, car PTHrP(1-34) relaxe les artères utérines et mésentériques chez la rate. La gestation dérégule ce système, avec une surexpression de PTHrP et une diminution de la réponse vasorelaxante. Ce phénomène est susceptible d'être nocif en cas de surexpression pathologique, car il est inducteur d'un prostanoïde vasoconstricteur, impliqué dans nombre de lésions vasculaires qui caractérisent une mauvaise placentation, pouvant générer l'état de prééclampsie. Les microparticules sont des microvésicules qui circulent chez les femmes prééclamptiques en quantité plus importante qu'en cas de grossesse saine. Il s'agit de microparticules plaquettaires et leucocytaires qui entraînent une hyporéactivité en réponse à la sérotonine, aussi bien sur des vaisseaux humains, in vitro, que des vaisseaux de souris in vitro et in vivo. Cet effet est accompagné d'une intense activité proinflammatoire dans la paroi vasculaire, associée à un stress oxydant et nitrosant et entraînent la production concomitante de facteurs vasocontracturants et de NO. Nous rapportons de nouveaux éléments au domaine de la réactivité vasculaire pendant la gestation. Le système PTHrP/PTH1R reste à étudier sur des vaisseaux humains, normaux et pathologiques ainsi que sur une culture de cellules trophoblastiques. Les microparticules apparaissent capables de générer une dysfonction vasculaire dont le rôle exact reste à confirmer sur des modèles d'animaux "prééclamptiques" comme celui induit par le facteur antiangiogénique sFlt1. Des avancées sont sûrement à attendre des études de protéomique sur les microparticules, ce qui ouvrirait le champ à une application possible en thérapeutique
This work aimed to investigate the effects of PTHrP/PTH1R system and human microparticles on human and animal vascular reactivity during pregnancy. We demonstrate for the first time that during pregnancy PTHrP is able to induce vasorelaxation in rat uterine and mesenteric arteries, and that a redistribution of PTH1R contributes to the local regulation of uterine hemodynamics during pregnancy. Moreover, our results shed light on the production of 8–iso Prostaglandin F2α after PTHrP addition, which blunts PTHrP(1-34) relaxation. Disorders in PTHrP/PTH1R expression may lead to utero-placental hypoperfusion and abnormal placentation during pathological pregnancy. Preeclamptic women display increased circulating levels of leukocyte and platelet-derived microparticles compared to healthy pregnants women. Microparticles from preeclamptic but not healthy pregnant women induce ex vivo vascular hyporeactivity to serotonin in human omental arteries and mouse aorta. This study provides evidence of pathophysiological relevance of preeclamptic's microparticles, associated with pro-inflammatory properties on vessels, leading to oxidative and nitrosative stress which enhances vasoconstricting products and NO. Our results shed lights on original findings concerning the vascular reactivity during gestation. PTHrP/PTH1R needs further studies in healthy or pathological human arteries. Preeclamptic's microparticles are able to induce vascular dysfunction but their precise implication in preeclampsia may be further investigated with pregnant animal models such as anti-angiogenic sFlt1-treated rats. Microparticles proteomics studies can improve our knowledge, especially in therapeutic implications

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Rinaldo, Mickaël. « Particules ultra-fines et santé : caractérisation des particules ultra-fines dans l'air et dans les tissus humains ». Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0449/document.

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Résumé :

Les études épidémiologiques sur les effets de la fraction ultrafine de la pollution particulaire et les études sur la toxicité in vitro et in vivo des nanoparticules manufacturées témoignent d’un danger potentiel pour l’homme en raison de nouvelles propriétés physico-chimiques de la matière à l’échelle nanométrique. L’évaluation du risque lié à des expositions professionnelles ou environnementales ou le diagnostic d’un lien causal entre ces expositions et d’éventuelles pathologies peuvent être limités par l’absence de méthode de référence pour caractériser et quantifier les particules nanométriques dans les tissus et fluides biologiques. Ce travail a permis de mettre au point une méthode remplissant ces objectifs, basée sur la préparation des échantillons par digestion alcaline et microfiltration et sur l’analyse en microscopie électronique analytique. L’application de cette méthode dans deux études a permis de confirmer qu’une translocation des particules nanométriques était possible d’une part au niveau pleural avec concentration dans les black spots et d’autre part à travers le placenta avec une possible exposition du foetus. Ce travail a également permis de caractériser des sources d’expositions professionnelles ou environnementales aux particules nanométriques. Sous réserve d’optimiser le coût et le temps nécessaire pour ce type d’analyse, cette méthode pourrait permettre de définir des valeurs de référence sur des échantillons plus larges et représentatifs de la population générale ou être utilisée dans le cadre de la surveillance de travailleurs exposés
Epidemiologic studies on the health effects of ultrafine particles from atmospheric pollution and in vitro or in vivo studies on manufactured nanoparticles toxicity suggest that potential hazards may result from new physico-chemical properties of materials at nanometric scale. To assess human health risk after occupational or environmental exposure or to demonstrate a causal relationship between such exposures and diseases may be hindered by the lack of reference method to characterize and quantify nanometric particles in biological tissues and fluids. This work allowed us to develop such a method based on samples preparation by alkaline digestion and microfiltration followed by analytical electron microscopy analysis. This method applied in two studies allowed us to confirm that pleural translocation of nanometric particles and accumulation in black spots were possible in human and that they also may pass through the placental barrier with potential fetal exposure. This work also allowed us to characterize some sources of occupational and environmental exposures. After time-cost optimization of this method, it could be used to define reference values on larger population-representative samples or used for the medical follow-up of exposed workers

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Saint-Sévin, Bénédicte. « Le rôle conseil du pharmacien d'officine en matière de pathologie hivernale ». Paris 5, 1991. http://www.theses.fr/1991PA05P094.

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Ramgolam, Kiran. « Effet des particules atmosphériques fines (PM2. 5, PM1) et ultrafines (PMO. 1) provenant de la région parisienne sur lépithélium respiratoire humain in vitro ». Paris 7, 2007. http://www.theses.fr/2007PA077040.

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Résumé :

Les études épidémiologiques ont souligné l'impact des particules atmosphériques (PM) sur la santé avec des effets cardio-respiratoires. L'inhalation des PM provoque une inflammation de l'appareil respiratoire résultant d'une augmentation de la sécrétion de médiateurs proinflammatoires tels que le GM-CSF. L'objectif de cette thèse a été de caractériser in vitro la réponse pro-inflammatoire induite par les PM fines (PM2. 5 et PM1, de diamètre aérodynamique inférieur ou égal à 2,5 et 1 um) et ultrafines (PMO,1) dans des cellules épithéliales respiratoires humaines. La comparaison des différentes fractions granulométriques de l'aérosol parisien de fond (PMO. 03-0,1 ; PMO. 1-1 ; PM1-2. 5 et PM2. 5-10) a montré que la sécrétion du GM-CSF utilisée comme biomarqueur de la réponse pro-inflammatoire est toujours plus fortement induite par les particules fines PMO. 1-1 et ultrafines PMO,03-0,1 en corrélation avec leur contenu en carbone organique. L'étude des mécanismes de régulation de la réponse proinflammatoire par des PM2. 5 parisiennes a révélé (1) une augmentation de l'expression et de la sécrétion de l'amphiréguline (AR), un facteur de croissance ligand du récepteur à l'EGF (EGFR), via la transactivation de l'EGFR et de l'activation des voies des MAP Kinases, et (2) la participation de l'AR dans la régulation de la sécrétion du GM-CSF induite par l'exposition aux PM2. 5. Ce travail conforte l'hypothèse d'une plus forte réactivité biologique des particules fines et ultrafinesurbaines et révèle pour la première fois le rôle de l'EGFR et de ses ligands dans la réponse proinflammatoire induite par les PM dans les cellules épithéliales
Epidemiological studies have highlighted the health impacts of ambient particulate matter (PM), and especially on cardio-respiratory diseases. Inhaled PM induces an inflammatory response in the respiratory tract that results from an increased release of inflammatory mediators such as the pro-inflammatory cytokine GM-CSF. The aim of this work was to characterize in vitro the pro-inflammatory response induced by fine (PM2. 5 and PM1 : particulate matter with an aerodynamic diameter les than 2. 5 and 1 um) and ultrafine (PM0. 1) particulate matter in human respiratory epithelial cells. The comparison of the size fractions of Paris aerosol (PMO. 03-0. 1, PMO. 1-1, PM1-2. 5 and PM2. 5-10) showed that fine PMO. 1-1 and ultrafine PMO. 03-0. 1 systematically induced the highest release of the pro-inflammatory biomarker GM-CSF. This pro-inflammatory effect was correlated to particle organic carbon content. The study of the mechanisms of the pro-inflammatory response induced by Paris PM2. 5 revealed that (1) the expression and release of the growth factor amphiregulin (AR) which is an EGF receptor (EGFR) ligand, were increased through EGFR and MAP Kinases activation and (2) AR participates in PM2. 5-induced GM-CSF release. These results strengthened the hypothesis of a higher reactivity of fine and ultrafine urban PM and highlighted for the first time the involvement of EGFR and its ligands in PM-induced pro-inflammatory response of respiratory epithelial cells

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Auger, Floriane. « Implication des particules atmosphériques fines dans l'induction de pathologies cardiorespiratoires : étude in vitro des réponses cellulaires de l'épithélium respiratoire et de l'endothélium vasculaire ». Paris 7, 2006. http://www.theses.fr/2006PA077068.

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Résumé :

La pollution environnementale est une préoccupation contemporaine. D'après de nombreuses études épidémiologiques la pollution particulaire est responsable de l'exacerbation et/ou de l'induction de pathologie: cardiorespiratoires ainsi que de cancers. Les cibles potentielles des particules inhalées sont l'épithélium respiratoire, les cellules inflammatoires résidentes ainsi que l'endothélium vasculaire. Dans ce travail, des modèles de culture cellulaire in vitro permettant d'étudier les cellules dans un contexte proche de celui in vive ont été utilisés. Ils permettent d'étudier l'impact des particules urbaines de l'air sur l'épithélium respiratoire sain des voies supérieures ainsi que sur l'endothélium vasculaire soit directement soit indirectement via l'épithélium alvéolaire. Les travaux ont montré que les particules urbaines ou Diesel ne sont pas internalisée: dans les cellules épithéliales différenciées polarisées. Néanmoins, elles induisent la sécrétion de médiateurs notamment pro-inflammatoire. De plus, elles provoquent un stress oxydant au niveau intracellulaire et semblent perturber l'etanchéité du tapis cellulaire. Par ailleurs, il est montré que l'endothélium vasculaire lors d'une exposition directe aux particules sur-exprime les gènes PAI-1 et MMP-1 qui peuvent respectivement avoir un rôle dans la coagulation et le développement des tumeurs. Ainsi, les résultats obtenus suggèrent qu l'épithélium respiratoire serait impliqué dans le développement de l'inflammation locale et qu'une atteinte de l'endothélium par les particules pourrait être responsable de certaines pathologies cardiorespiratoires
Air pollution is a current concern. Many epidemiological studies suggest that particulate air pollution is responsible for exacerbation and/or induction of cardiorespiratory diseases and cancer. Potential targets of particles are airway epithelial cells, resident inflammatory cells and endothelial cells of microvessels. Mechanisms for the action of particle are largely unclear, although the hypothesis of development of an inflammatory response in the airways is accepted. In the present study, we used model cell Systems in which cells were in an environment quite similar to that of the in vivo context. This enabled the study of the effects on ambient urban particles on non-injured upper airway epithelium and vascular endothelium, either directly or indirectly via the alveolar epithelium. Results showed that fine particles do not enter into well-differentiated epithelial cells. Nevertheless, particles induce release of mediators, and notably proinflammatory cytokines. I addition, particles enhance intracellular oxidative stress and alter the permeability of the airway epithelium. Moreover, the vascular endothelium directly exposed to particles overexpressed PAI-1 and MMP-1 genes, which may play a crucial role in coagulation and tumor progression. Thus, our results suggest that thé airway epithelium is implicated in the local inflammatory response in the lung, and that endothelium damaged by particles may be responsible for certain diseases

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Sesmaisons-Kernier, Cécile de. « Contribution à l'étude de la constitution fluorique ». Paris 5, 1991. http://www.theses.fr/1991PA05P019.

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Gassara, Dorra. « Simulation de la formation d'un dépôt de particules en microfiltration : effets des conditions hydrodynamiques et des interactions physicochimiques sur la morphologie et la perméabilité apparente du dépôt ». Toulouse, INPT, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000609/.

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Résumé :

La formation d'un dépôt de particules à la surface du filtre constitute un des phénomènes limitants de toutes les opérations de microfiltration. Au fur et à mesure de sa croissance, ce dépôt, qui ajoute une résistance supplémentaire à l'écoulement de fluide réduit progressivement le rendement énergétique du système filtrant. Ce travail a pour but de caractériser l'influence des conditions hydrodynamiques et physio-chimiques sur la morphologie et les propriétés de transport du dépôt. Notre étude est réalisée sur un domaine constitué d'un ou de plusieurs éléments unitaires représentatifs d'une surface filtrante modèle, muni des conditions aux limites périodiques. De plus, dans une approche quasi bidimensionnelle, le domaine est restreint à une cellule Hele-shaw dont l'épaisseur est égale au diamètre d'une particule, de telle sorte que le modèle de Darcy s'applique sur la totalité du domaine. Les particules sont injectées une par une à partir d'ue position initiale aléatoirement choisie et décrivent des trajectoires qui tiennent compte de la structure de l'écoulement et ses interactions physico-chimiques de type DLVO avec la surface poreuse et avec les particules déjà déposées. L'écoulement est recalculé une fois la particule déposée
The formation of particles cake on the surface of the filter constitues one of the limiting phenomena of all the microfiltration operations. Progressively with its growth, this deposit, which adds an additional resitance to the fluid flow, reduced gradually the energetic efficiency of the filter system. The purpose of this work, is to characterize the influence of the hydrodynamic and physicochemical conditions on the morphology and the transport properties of the cake. Our study is carried out on a field made up of one or more unit elements representative of a filter surface models, provided with boundary periodic conditions. Moreover, in a first approaches quasi two-dimensional, the field is restricts with a Hele-shaw cell of which the thickness is equal to the particle diameter, so that the model of Darcy applies to the totality of the field. The particles are injected one by one starting from an initial position by chance selected and describe trajectories which take account of the structure of the flow and the physicochemical interactions of type DLVO with porous surface and the particles already deposited. The flow of Darcy is recomputed once the particle deposited

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Fauteux, Marie-Christine. « Évaluation de l'effet d'apports de caroténoïdes de la luzerne déshydratée sur son transfert dans les sécrétions lactées et la stabilité oxydative des matières grasses du lait ». Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30618/30618.pdf.

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Résumé :

Ce projet visait à déterminer l'efficacité du transfert du pouvoir antioxydant des caroténoïdes d’un extrait concentré de luzerne (ECL) de la ration de la vache au lait et d’évaluer la susceptibilité à l'oxydation de ce lait en le comparant avec celui de vaches n’ayant pas reçu d’antioxydants ou ayant reçu un supplément de vitamine E. Tous les animaux ont également reçu des perfusions intra-abomasales continues d’huile de lin. En comparaison aux animaux recevant le supplément de vitamine E, ceux alimentés avec l’ECL produisaient davantage de lait (tendance) et de protéines laitières. L’augmentation de la teneur en acides gras polyinsaturés des matières grasses du lait aura fragilisé leur stabilité oxydative du lait pendant l’entreposage, indépendamment des traitements. L’évaluation de la stabilité oxydative du lait frais a cependant permis de noter que l’ajout d’un ECL à la ration des vaches laitières contribue à prévenir la dégradation oxydative d’un lait enrichi en acides gras polyinsaturés.
Tableau d'honneur de la FÉSP

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Hajji, Lotfi. « Contribution à l'étude des effets inertiels sur le comportement de particules en suspension dans un écoulement gazeux turbulent ». Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10014.

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Résumé :

L'objet de notre étude préliminaire d'un écoulement gazeux turbulent, dans le cas unidimensionnel, est de décrire les effets de certains paramètres d'inertie et l'influence de la non-linéarité de trainée sur le comportement des particules en suspension dans un écoulement gazeux turbulent. Ceci a été réalisé en utilisant deux sortes de méthodes, une simulation directe simplifiée et une technique classique du suivi lagrangien. Les modifications subies par les structures turbulentes du fait de la présence des particules sont ignorées. Les nombres de Reynolds relatifs moyens, examinés ici, s'échelonnent entre 1 et 2000. Dans cette gamme de nombres de Reynolds, l'effet significatif d'une trainée non linéaire peut être observé par comparaison de nos résultats avec ceux obtenus en linéarisant la trainée et en appliquant la théorie de Tchen. Dans le cas tridimensionnel, nous nous sommes intéressés à l'étude des effets d'inertie de la particule et du champ de forces extérieures comme la pesanteur sur les fluctuations de vitesse d'une particule dans un champ d'écoulement tridimensionnel. Par conséquent, l'effet de la composante transversale de trainée a été étudié et il a été montré que la gravité et l'inertie occasionnent une anisotropie dans le mouvement des particules. L’influence d'un gradient de vitesse moyenne du fluide sur les variances des fluctuations de vitesse longitudinale et transversales est examinée en présence ou non d'une force de portance due au cisaillement de l'écoulement. Cette simulation numérique permet une bonne compréhension des effets inertiels sur le comportement de particules en suspension dans un écoulement gazeux turbulent

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Chassard, Guillaume. « Interaction de l’ozone avec des particules carbonées : cinétiques de capture, dégradation des HAP et impact sur la réponse inflammatoire épithéliale ». Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10140/document.

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Résumé :

Les suies, particules omniprésentes dans l’atmosphère urbaine, sont d’une extrême complexité morphologique et chimique. Adsorbés à leur surface, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) présentent une toxicité pulmonaire avérée. Durant leur transport atmosphérique, ils peuvent, par des processus d’oxydation et de photolyse, former des produits nitrés et oxygénés dont les impacts sanitaires sont peu connus. Nous proposons de caractériser le vieillissement atmosphérique de particules de suie et d’étudier l’impact de ce vieillissement sur les poumons. Ces travaux de thèse reposent sur la génération de particules de suie modèles ; la simulation en laboratoire d’un vieillissement par des expositions à l’ozone ; ainsi que l’étude des effets inflammatoires de particules vieillies ou non sur des cellules pulmonaires. Nous avons exposé, dans un premier temps, un aérosol de particules carbonées à l’ozone dans un réacteur à écoulement. Les influences du temps de contact, de la concentration initiale en ozone, de l’humidité relative, de la présence d’un rayonnement UV et de la taille des particules ont été étudiées. Le rôle de l’oxygène atomique dans le mécanisme de réaction a également été évalué. Nous nous sommes ensuite intéressés à la réactivité hétérogène entre des HAP adsorbés en surface de particules carbonées et l’ozone. Des cinétiques de dégradation de HAP particulaires ont ainsi été réalisées. Enfin, nous avons étudié la réponse inflammatoire de HAP seuls ou particulaires sur des cellules pulmonaires par le dosage d’interleukines pro-inflammatoires. L’effet du vieillissement des particules modèles, ainsi que le rôle du surfactant pulmonaire ont été évalués
Soot particles, ubiquitous in the urban atmosphere, exhibit extreme chemical and morphological complexity. Adsorbed on their surface, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) have a proven pulmonary toxicity. During atmospheric transport, they may, through oxidation and photolysis process, form oxygenated and nitrated products about which health impacts are not well known. We propose to characterize the atmospheric aging of soot particles and to study the impact of aging on the lungs. This work deals with the generation of soot models particles; laboratory simulation of aging by exposures to ozone; and the study of the inflammatory effects of aged or not particles on lung cells. In a first step a carbonaceous aerosol has been exposed to ozone in a flow reactor. The influences of contact time, initial ozone concentration, relative humidity, UV radiations and particle size were studied. The role of the atomic oxygen in the reaction mechanism was also evaluated. Then the heterogeneous reactivity between PAHs adsorbed on carbonaceous particles and ozone has been investigated. Degradation kinetics of particulate PAHs were thus performed. Finally, we studied the inflammatory response of PAHs alone or in particulate phase on lung cells by assay of pro-inflammatory interleukins. The effect of aging models particles and the role of pulmonary surfactant were evaluated

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Molza, Audrey. « Contribution à la compréhension des mécanismes de lubrification par particules colloidales ». Thesis, Antilles, 2016. http://www.theses.fr/2016ANTI0037/document.

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Résumé :

L’utilisation des additifs conventionnels (MoDTC, ZnDTP) dans les lubrifiants pour réduire le frottement et l’usure de pièces frottantes ont montré des limitations. Afin de pallier les faiblesses de ces additifs de nouvelles stratégies de lubrification ont été développées en utilisant des particules colloïdales de phases réductrices de frottement et d’usure. Les travaux antérieurs ont montré que l’introduction d’un lubrifiant solide composé de nanoparticules lamellaires en présence d’un liquide de faible viscosité entraînait une réduction spectaculaire du coefficient de frottement. L’objectif principal de la thèse est donc l’élucidation des mécanismes d’action mis en œuvre lors de ce processus de réduction du frottement. L’ensemble des résultats expérimentaux, acquis au cours des essais réalisés sur les films de nanoparticules (graphite exfolié et CND-G) en présence de pentane ou en présence de dispersion de nanoparticules dans le dodécane, à l’aide d’un tribomètre alternatif à géométrie sphère/plan, nous a permis de montrer que le processus de réduction du frottement est lié à la formation d’un contact conforme par constitution d’un film épais de nanoparticules agglomérées dans la zone de pénombre de Hertz conduit au changement de régime de lubrification limite vers un régime mixte ou EHD. Les analyses physico-chimiques du contact en glissement lubrifié par spectrométrie Raman in situ nous a permis de montrer que le film lubrifiant est constitué de la dispersion de nanoparticules dans le liquide et que le processus spécifique de réduction du frottement est aussi associé à l’orientation des nanoparticules parallèlement aux surfaces de glissement
The use of conventional additives (MoDTC, ZnDTP) in lubricants to reduce friction and wear of friction parts have shown limitations. To overcome the limitations of these additives new lubrication strategies were developed using friction reducer colloidal particles. Previous work has shown that the introduction of a solid lubricant composed of nanoparticles dispersed in the lubricating base oil presenting a low viscosity has shown a reduction of the friction. The aim of the thesis is the elucidation of the mechanisms of action used during the process of friction reduction. All the experimental results acquired during the tests on the films of nanoparticles (exfoliated graphite and CND-G) in the presence of pentane or presence of nanoparticles dispersion in dodecane, using a alternating tribometer geometry sphere / plan allowed us to show that the friction reducing process is related to the formation of a conform contact by the formation of a thick film of agglomerated nanoparticles in Hertz penumbra that led to a transition of lubrication boundary regime to a mixed or EHD regime. The physicochemical analyzes of sliding contact by in situ spectrometry Raman in situ allowed us to show that the lubricant film is composed of the dispersion of nanoparticles in the liquid and the specific friction reduction mechanims is also associated to the orientation of nanoparticles parallel to the sliding surfaces

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Lepers, Capucine. « Pollution atmosphérique de proximité et toxicité respiratoire : recherche in vitro des mécanismes d'action toxique induits par des aérosols atmosphériques particulaires (PM₂.₅) industriels, urbains et ruraux ». Thesis, Littoral, 2013. http://www.theses.fr/2013DUNK0352/document.

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Résumé :

Les particules fines (PM₂.₅) présentes dans l'air extérieur peuvent être inhalées puis retenues au niveau pulmonaire, conduisant à l'apparition ou à l'aggravation de différentes pathologies cardio-respiratoires. La composition complexe des PM₂.₅ rend d'autant plus difficile l'étude de leurs mécanismes d'action. Cette thèse s'inscrit donc dans une démarche d'identification des processus impliqués dans un éventuel potentiel cancérigène des PM₂.₅, en lien avec leur composition chimique. Nous avons étudié la toxicité de six échantillons de PM₂.₅, collectés sous influence industrielle, urbaine ou rurale au cours des saisons printemps-été 2008 et automne-hiver 2008-2009. L'étude de la fraction biologique a révélé la diversité et la richesse des particules en contaminants fongiques et bactériens. Le test d'Ames nous a permis de mettre en évidence une forte mutagénicité des PM₂.₅, vraisemblablement liée aux composés nitro-aromatiques. Sur la base de tests de cytotoxicité préalables, nous avons étudié l'effet de 3,75 et 15 µg/cm² de particules sur la lignée de cellules épithéliales bronchiques humaines BEAS-2B. Nous avons mis en évidence une induction génique de différents enzymes impliquées dans l'activation métabolique des hydrocarbures aromatiques polycycliques, associée à une augmentation d'activité catalytique. Cette induction semble conduire à la formation d'adduits encombrants à l'ADN. De plus, les PM₂.₅ induisent des cassures simple- et double-brin de l'ADN, la formation de micronoyaux, ainsi que des perturbations de l'activité télomérase. Ces effets génotoxiques sont associés à des altérations épigénétiques que sont une hyperméthylation du promoteur de P16ᴵᴺᴷ⁴ᴬ, des modifications post-traductionnelles de l'histone 3 et des changements dans l'expression des miRNA étudiés. Considérant l'influence de la composition des PM₂.₅, les composés organiques semblent être responsables des effets génotoxiques les plus importants, alors que les métaux paraissent avoir des effets épigénétiques supérieurs. En conclusion, il apparaît que les échantillons de PM₂.₅ étudiés, de par l'action conjointe de leurs fractions organique et inorganique, sont susceptibles d'induire in vitro de multiples lésions décrites dans les étapesd'initiation et de promotion de la cancérogénèse broncho-pulmonaire
Fine airborne particulate matter (PM₂.₅) can be inhaled and retained in deep lung for long periods, leading to onset or exacerbation of cardio-respiratory diseases. However, the complex composition of PM₂.₅ makes difficult the study of their mechanisms of action. This work fits into a global approach aiming to identify the toxicity mechanisms involved in a putative PM₂.₅ carcinogenicity, in association with PM composition. We study six PM samples collected either under industrial, urban or rural area, in spring-summer 2008 or autumn-winter 2008-2009 seasons. Biological fraction analysis revealed numerous and diverse bacterial and fungal components. We carried out Ames tests revealing a high mutagenic potency for PM samples, presumably linked to their nitro-aromatic content. Based on previous cytotoxicity assays, we studied PM effect on bronchial epithelial cell line BEAS-2B, at two concentrations (3.75 and 15µg/cm²). We demonstrated gene induction of several xenobiotic metabolizing enzymes involved in polycyclic aromatic hydrocarbons metabolic activation. This was associated with an increase in their catalytic activity, leading to bulky DNA-adducts formation in exposed cells. Furthermore, PM₂.₅ lead to DNA single- and double-strand breaks, micronuclei formation, and disturbed telomerase activity. In addition to these genotoxic effects, our study revealed epigenetic alterations such as P16ᴵᴺᴷ⁴ᴬ promoter hypermehylation, histone 3 post-translational modifications, and miRNAs expression changes. Considering the impact of chemical composition on PM toxicity, organic compounds lead to the highest genotoxicity, whereas metals seem to induce more pronounced epigenetic modifications. Altogether, our results indicate that the studied PM₂.₅ samples, through cooperative action of organic and inorganic fractions, may lead in vitro to multiple alterations involved in initiation and promotion steps toward pulmonary carcinogenesis

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Mihiretie, Besira. « Effets mécaniques de la lumière sur des particules anisotropes micrométriques et dynamique du mouillage à l’interface eau-air ». Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14813/document.

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Résumé :

Nous présentons une série d’expériences sur des particules micrométriques de polystyrène de formes ellipsoïdales. Les rapports d’aspects (k) des particules sont variables, de 0.2 à 8 environ. Ces ellipsoïdes sont manipulés dans l’eau par faisceau laser modérément focalisé. On observe la lévitation et l’équilibre dynamique de chaque particule, dans le volume et au contact d’une interface, solide-liquide ou liquide-liquide. Dans une première partie, nous montrons que des particules de k modéré sont piégées radialement. Par contre, les ellipsoïdes allongés (k>3) ou aplatis (k<0.3) ne peuvent pas être immobilisés. Ces particules « dansent » autour du faisceau, dans un mouvement permanent associant translation et rotation. Les mouvements sont périodiques, ou irréguliers (chaotiques) selon les caractéristiques de la particule et du faisceau. Un modèle en 2d est proposé qui permet de comprendre l’origine des oscillations. La seconde partie est une application de la lévitation optique pour une étude de la transition mouillage total-mouillage partiel des particules à l’interface eau-air. Nous montrons que la dynamique de la transition ne dépend pratiquement pas de la forme de particule, et qu’elle est déterminée par le mécanisme d’accrochage-décrochage de la ligne de contact
We report experiments on ellipsoidal micrometre-sized polystyrene particles. The particle aspect ratio (k) varies between about 0.2 and 8. These particles are manipulated in water by means of a moderately focused laser beam. We observe the levitation and the dynamical state of each particle in the laser beam, in bulk water or in contact to an interface (water-glass, water-air, water-oil). In the first part, we show that moderate-k particles are radially trapped with their long axis lying parallel to the beam. Conversely, elongated (k>3) or flattened (k<0.3) ellipsoids never come to rest, and permanently “dance” around the beam, through coupled translation-rotation motions. The dynamics are periodic or irregular (akin to chaos) depending on the particle type and beam characteristics. We propose a 2d model that indeed predicts the bifurcation between static and oscillating states. In the second part, we apply optical levitation to study the transition from total to partial wetting of the particles at the water-air interface. We show that the dynamics of the transition is about independent of particle shape, and mainly governed by the pinning-depinning mechanism of the contact line

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Moissette, Sophie. « Étude dynamique et thermique par modélisation eulérienne-lagrangienne des effets liés aux interactions turbulence-particules dans un écoulement gaz-solide en conduite verticale non-isotherme ». Nancy 1, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2001_0231_MOISSETTE.pdf.

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Résumé :

Cette étude constitue une contribution au développement d'outils de simulation d'écoulements gaz-solide en situation anisotherme, présents dans de nombreuses applications industrielles (séchage, combustion, ). La modélisation repose sur une approche euler-lagrange et s'appuie sur une représentation fine des mécanismes qui affectent le comportement de la suspension (modèle k-epsilon anisotrope, à bas Reynolds et modèle WET, suivi lagrangien avec collisions et dispersion, couplage entre les phases). L'influence des différents phénomènes et de leur modélisation sur le comportement de chaque phase est évaluée par plusieurs études paramétriques et par confrontation avec des résultats issus de la littérature. Le code de calcul s'est avéré capable de prédire la modulation des échanges thermiques en présence de particules pour une gamme relativement large d'écoulements, même si plusieurs problèmes se posent encore pour les particules les plus petites et pour les plus forts taux de chargement
The present study aimed at contributing to the development of simulation tools for turbulent gas-solid non-isothermal flows, which are present in numerous industrial applications (drying processes, combustion, ). The modelling is implemented in the frame of an Eulerian-Lagrangian approach and leans on a fine representation of the mechanisms able to affect the suspension behaviour (anisotropic low-Reynolds k-epsilon closure model and WET closure model, stochastic particle tracking with collisions and dispersion, coupling between the phases). The influence of the various phenomena and their modelling on the behaviour of each phase is estimated by several parametric studies and by comparisons with results from the literature. The calculation code turned out to be able to predict the heat exchange modulation in the presence of particles for a relatively wide range of flows, even if several problems still arise for the smallest particle sizes and for the strongest mass loading ratios

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Kataya, Zeinab. « Effets de température sur les nanoparticules de CoAg : structure et effets de ségrégation ». Phd thesis, Université d'Orléans, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01004367.

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Résumé :

Cette étude a pour objectif de comprendre comment les effets de température, de cinétiques de croissance, ou les effets d'environnement peuvent influencer la structure (cristalline ou non cristalline) et la configuration chimique (mélange/ ségrégation/ séparation de phase) de nanoparticules supportées d'Ag et de CoAg. Pour cela, des nanoparticules de CoAg de différentes tailles et compositions ont été préparées par condensation sous ultravide selon différents modes de croissance (co-dépôt ou dépôts séquentiels des deux métaux). Afin d'accéder à l'ensemble des caractéristiques des nanoparticules, des techniques complémentaires ont été couplées: la diffusion de rayons X aux petits et aux grands angles en incidence rasante et les techniques de microscopie en mode d'imagerie haute résolution ou filtrée en énergie. L'analyse préliminaire de particules d'Ag a montré l'existence de structures cristallines et non cristallines (icosaédriques) pour les petites (2-2.5nm) et grandes tailles (6-8nm). Une dominance de la structure décaédrique a été montrée entre ces deux extrêmes. Cette dernière disparaît complètement lors de l'élaboration en température. Pour le système bimétallique Co-Ag, à température ambiante et indépendamment de la taille, de la composition et du mode d'élaboration, les nanoparticules présentent une ségrégation avec une configuration de type coeur d'argent entouré d'une coquille plus ou moins continue à base de Co métallique et d'oxyde de Co. Lorsque les échantillons sont soumis à un traitement thermique, une transition s'opère conduisant à une ségrégation plus importante de type Janus.

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Le, Vée Marc. « Régulation de l'expression fonctionnelle de transporteurs membranaires dans des cellules hépatocytaires et pulmonaires exposées aux extraits de particules diesel ». Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1B024/document.

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Résumé :

Les transporteurs membranaires jouent un rôle primordial dans la pharmacocinétique de médicaments mais aussi dans le transport de composés endogènes. La maîtrise de modèle in vitro permettant d’évaluer leur implication dans des interactions médicamenteuses, notamment au niveau hépatique, est donc primordiale. L’utilisation de ces modèles permettra aussi de déterminer l’impact potentiel de contaminants environnementaux, comme les particules diesel, sur l’expression fonctionnelle de transporteurs. Nos résultats démontrent la fiabilité de modèles hépatocytaires (hépatocytes et cellules d’hépatome HepaRG) en culture monocouche pour l’étude du transport membranaire de médicaments. Grâce à ces modèles, nous avons mis en évidence que des extraits de particules diesel (DEPe) peuvent modifier l’expression et/ou la fonction de transporteurs membranaires hépatiques, les Organic Anion Polypeptide Transporter (OATP) et les Multidrug Resistance associated Protein (MRP). Au niveau pulmonaire, les DEPe peuvent aussi augmenter l’expression du complexe LAT1/CD98hc, un complexe protéique de transport d’acides aminés souvent associé à de mauvais pronostics dans les cas de cancer du poumon. En conclusion, nos résultats mettent en évidence que les DEPe peuvent intervenir dans la régulation de l’activité et de l’expression de transporteurs membranaires tant au niveau hépatique qu’au niveau pulmonaire
Membrane transporters play a major role in the pharmacokinetic of drugs and in the transport of endogenous compounds. The development of in vitro models for the study of their expression and activity is therefore important to consider, notably for analyzing their interactions with drugs or environmental contaminants such as diesel exhaust particles. Our results demonstrated the reliability of hepatocytic cells (hepatocytes and highly differentiated hepatoma HepaRG cells) in monolayer culture for the study of membrane transport of drugs. Using these models allowed us to demonstrate that extracts of diesel exhaust particles (DEPe) can alter the expression and / or function of major liver transporters such as organic anion transporting polypeptides (OATP) and Protein Multidrug associated Resistance (MRP). In lung cells, DEPe can increase the expression of complex LAT1 / CD98hc a protein complex, that is associated with poor prognosis in lung cancer. In conclusion, our results demonstrated that DEPe can regulate activity and expression of membrane transporters at hepatic and lung level

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Borgie, Mireille. « Étude des particules fines et ultrafines en suspension dans l'air au Liban : caractérisation physicochimique et évaluation des effets toxicologiques sur des cellules pulmonaires humaines BEAS-2B ». Thesis, Littoral, 2014. http://www.theses.fr/2014DUNK0366/document.

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Résumé :

Les principaux objectifs de cette étude, une des premières menée au Liban, étaient d’acquérir une meilleure connaissance des caractéristiques physico-chimiques des particules atmosphériques fines (PF ou PM₂.₅₋₀.₃) et ultrafines (PUF ou PM₀.₃), et d’évaluer in vitro, leur potentiel toxique sur des cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B). L’échantillonnage de PF et de PUF a été mené au Liban à la fois sur un site urbain (Sin El-Fil, du 18 mai au 2 sept. 2011) et un site rural (Beije, du 5 sept. au 28 oct. 2011). Les PF et les PUF ont fait l’objet d’une caractérisation physico-chimique par la détermination de leur composition en éléments et ions inorganiques, carbone total et composés organiques. Ensuite, des échantillons composites de PF et de PUF ont été préparés afin d’exposer les cellules BEAS-2B et évaluer les mécanismes toxiques sous-jacents. Nos résultats ont montré une influence des sources de combustion plus notable pour les particules collectées sur le site urbain, et cela par la présence de carbone total, de composés organiques, de métaux et d’ions inorganiques secondaires à des niveaux de concentration supérieurs à ceux rencontrés sur le site rural. D’autre part, une cytotoxicité plus prononcée a été provoquée par les PUF par comparaison aux PF. Les mécanismes de génotoxicité et de modifications épigénétiques que nous avons étudiés, à savoir l’activation métabolique des composés organiques, la modification de l’expression de trois microARNs, l’activation de la télomérase et l’induction de cassures au niveau de l’ADN, ont été induits par les deux échantillons de PF, avec un effet plus prononcé pour les particules d’origine urbaine. L’exposition des cellules BEAS-2B aux PF collectées, notamment celles d’origine urbaine, pourraient donc favoriser la transformation des cellules pulmonaires en cellules immortelles, et par conséquent, l’initiation ou la promotion de la cancérogenèse broncho-pulmonaire
The objectives of this study, one of the first conducted in Lebanon, were to acquire a better knowledge on the physico-chemical characteristics of atmospheric fine particles (FP or PM₂.₅₋₀.₃) and ultrafine ones (UFP or PM₀.₃), and to assess their potential toxicity. Particles were collected at two coastal sites between may and sept. 2011 at Sin El-Fil (urban site in Greater Beirut), and between sept. and oct. 2011 at Bejje (rural site). After sampling, FP and UFP were subjected to a physico-chemical characterization by quantifying their inorganic ions and elements, total carbon and organic compounds contents. Then, composite samples of FP and UFP were prepared in order to expose bronchial epithelial cells (BEAS-2B) in culture, and therefore to assess the underlying toxic mechanisms. Our results showed an influence of combustion sources especially for urban particles that are richer in total carbon, organic compounds, metals and secondary inorganic ions than rural ones. On the other hand, a more pronounced cytotoxicity was caused by UFP when compared to FP. In addition, epigenetic modifications and genotoxicity mechanisms, such as metabolic activation of organic compounds, changes in three microRNAs expression, telomerase activation and DNA breaks induction, which are potentially involved in the initiation and promotion of carcinogenesis, were induced by the two samples of FP, with a more pronounced effect of urban particles. Exposure of BEAS-2B cells to collected FP, especially urban ones, may therefore induce the transformation of lung cells to immortal cells, and consequently the initiation or the promotion of broncho-pulmonary carcinogenesis

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Abbas, Imane. « Etude de l'activation métabolique par la fraction organique d'un aérosol atmosphérique particulaire et de ses conséquences génotoxiques dans un modèle de co-culture de cellules pulmonaires humaines ». Littoral, 2010. http://www.theses.fr/2010DUNK0282.

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Résumé :

La pollution de l’atmosphère, qu’elle soit d’origine anthropique ou naturelle, est décrite comme un des facteurs de risque majeurs pour la santé de l’homme. Une grande partie de cette pollution est due à la présence dans l’air des particules fines (PM2. 5). L’objectif de notre projet de recherche a consisté à déterminer la toxicité pulmonaire d’aérosols atmosphériques particulaires (PM2. 5) collectés à Dunkerque en termes d’activation métabolique, de génotoxicité et d’altérations du cycle cellulaire dans deux modèles de cellules : des cellules embryonnaires d’épithélium pulmonaire humain (L132) et des Macrophages Alvéolaires (MA) humains isolés à partir de lavages bronchiolo-alvéolaires réalisés chez des patients sains. En outre, un modèle de co-culture de ces deux types cellulaires a été développé afin de mieux intégrer l’hétérogénéité cellulaire des alvéoles pulmonaires. Les particules atmosphériques se sont avérées capables d’induire l’expression des différentes enzymes de la phase I et II de métabolisation (CYP1A1, CYP2E1, CYP2F1, EHm, NQO1, GSTµ1 et GSTµ3) dans les MA en mono- et co-culture et dans les cellules L132, principalement en mono-culture. Nos résultats ont montré l’effet génotoxique des aérosols via la formation d’adduits encombrants à l’ADN dans les MA en mono- et co-culture ainsi que dans les cellules L132 en co-culture, contrairement aux cellules L132 en mono-culture. Par ailleurs, une perte d’hétérozygotie et/ou une instabilité de certains microsatellites situés sur le chromosome 3p ont été observées dans 30 à 40 % des L132 en mono-culture après 72 heures d’exposition aux PM2. 5 provoquant des altérations significatives du cycle cellulaire, et notamment de la voie de signalisation P53/RB. Ce travail a, par conséquent, contribué à l’amélioration des connaissances quant à l’impact pulmonaire des expositions environnementales à la pollution atmosphérique particulaire de proximité. Cependant, le chantier des mécanismes d’action des polluants atmosphériques sur le système respiratoire reste ouvert et devrait être complété
Whether it is from anthropogenic or natural origin, air pollution is described as one of the major risk factors affecting the human health. Fine Particulate Matter (PM2. 5) is the main responsable to this atmospheric pollution. The objective of our research project consisted to determine the toxicity of the PM2. 5 collected in Dunkerque in terms of metabolic activation, genotoxicity, and cell cycle alterations, in two cell models : a human embryonic lung epithelial cell line (L132) and human Alveolar Macrophages (AM) isolated from broncho-alveolar lavages within healthy outpatients. Therefore, we developed a co-culture model using these two cell types in order to better integrate the cell heterogeneity of the alveoli. The atmospheric particles proved to be able to induce the gene expression of various phase I and phase II metabolism enzymes (CYP1A1, CYP2E1, CYP2F1, EHm, NQO1, GSTµ1 et GSTµ3) in human MA in both mon and co-culture and in L132 cells, only in monoculture. Our results showed also the genotoxicity of the aerosol through the formation of the DNA bulky adducts in human MA in mono and co-culture as well as in L132 cells in co-culture. In contrast, no DNA bulky adduct was reported in L132 cells in monoculture. In addition, a Loss of Heterozygosity (LOH) and/or a MicroSatellite Instability (MSI) of some microsatellites located on the short-arm of the chromosome 3 were observed in 30 to 40% of L132 cells in monoculture 72 hours after their exposure to PM2. 5. As a consequence, significant alterations of the gene expression and/or protein concentration of some of the key protein controllers involved in the TP53-RB gene signaling pathway were reported in the two cell models, in mono-cultures or in co-cultures. This work consequently contributed to the improvment of the knowledge about the adverse lung effects of environmental exposure. However, the better understanding of the underlying mechanisms of action involved in the toxicity of the atmospheric pollutants on the respiratory system still remains opened and should be completed

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Mounier, Estelle. « Exposition des apprentis de la coiffure et de la boulangerie-pâtisserie à des facteurs de risque d'asthme ». Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN11308.

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Résumé :

La coiffure et la boulangerie sont des professions à risque d'asthme. Les études visant à apprécier l'exposition des apprentis dans ces métiers sont rares. Ce travail s'intéresse aux expositions personnelle et aux concentrations ambiantes pour des agents chimiques utilisés par les apprentis coiffeurs (ammoniac, peroxyde d'hydrogène et persulfates), aux expositions personnelles d'apprentis boulangers et pâtissiers aux poussières de farine (PM2,5 et PM1O), et à leurs déterminants. A cet effet, un questionnaire rempli par 586 apprentis décrit leurs profils d'activités et l'environnement de travail. Les mesurages ont été réalisés auprès de 34 apprentis boulangers ou pâtissiers et 28 apprentis coiffeurs sur un poste de travail au cours de deux saisons. Les expositions personnelles à H202 et NH3 sont légèrement plus élevées que les concentrations d'ambiance, ce contraste étant inversé pour les persulfates, sans différence saisonnière. L'exposition des boulangers et pâtissiers aux poussières de farine est plus élevée en hiver. Les résultats satisfont les valeurs limites règlementaires françaises (NH3, H202, poussières non spécifique inhalables et alvéolaires). Les valeurs moyennes chez les boulangers excèdent cependant les recommandations de l'ACGIH. Il en est de même pour certaines valeurs maximales des persulfates. Des facteurs prédictifs expliquant les valeurs hautes d'exposition ont été mis en évidence; la fréquence de la ventilation insuffisante des locaux est soulignée. Ce travail apporte des enseignements de nature à contribuer à une diminution des niveaux d'exposition et ainsi à réduire le risque d'asthme professionnel
Hairdressing and bakery are weIl known as occupations at risk of asthma. Exposure studies of apprentie es in hairdressing salons and bakeries are scarce, however. This work describes exposure levels and workplace air concentrations to airbome chemical products (ammonia, hydrogen peroxide, persulfates) used in hairdressing salons and personal exposure of flour dust used in bakery and pastry (PM2,5 et PM1O), and associated apprentices' exposure determinants. A questionnaire was completed by 586 apprentie es on their work activities and environment. 28 hairdressers and 34 bakery or pastry apprentices volunteered to undergo personal exposure and workplace concentrations measurements, during a cold and a hot season. Personal H202 and NH3 exposure values are greater than workplace concentrations, while the reverse holds for persulfates, with no seasonal variation. Exposure to flour dust (PM 10, PM2,5) is greater in winter than during the hot season. Results do not exceed the French limit values for NH3, H202, non specifie inhalable and respirable particulate matter. Average bakers' results were greater than the ACGIH recommendations, as were persulfates values. Few factors explained the high values of exposure; appropriate ventilation is showed as rarely implemented, however. This research suggests that reduction of exposure levels can be achieved, that would result in abatement of the risk of occupational asthma

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Kouassi, Serge. « Caractérisation physico-chimique et étude in-vitro de la toxicité pulmonaire d'aérosols atmosphériques (PM2,5) prélevés à Abidjan (Côte d'Ivoire) ». Littoral, 2009. http://www.theses.fr/2009DUNK0245.

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Résumé :

La pollution atmosphérique est devenue au cours de ces dernières années une préoccupation mondiale en terme de santé publique. En effet, les études épidémiologiques associent la pollution atmosphérique à l’incidence accrue de nombreuses pathologies d’origine respiratoire et cardiovasculaire. Les pays émergents sont particulièrement touchés par ces problèmes sanitaires, en raison de leur taux de croissance et du fait de l’absence de réglementations spécifiques. Pourtant, très peu de données sont actuellement disponibles dans ces pays, en ce qui concerne non seulement la caractérisation physico-chimique de ces pollutions mais aussi leurs impacts sanitaires. Afin de pallier ce manque d’informations, ce travail a eu pour objet l’étude de la pollution particulaire fine (PM2,5) du district d’Abidjan (Côte d’Ivoire). Trois sites de prélèvement ont été retenus afin de considérer l’hétérogénéité de la pollution atmosphérique en fonction des sources d’émissions rurales, urbaines et industrielles. La composition chimique de ces échantillons a confirmé cette hétérogénéité, et de nombreux composés inorganiques (e. G. Al, Ca, Fe, Mn, Zn, Ni, Cr, Cu, Pb, Mg) et organiques (e. G. Paraffines) ont pu être quantifiés au niveau des 3 sites. L’étude de la relation dose-réponse cytotoxique dans la lignée de pneumocytes humains A549 a permis la détermination des Concentrations d’Effets à 10% (CE10) et 50% (CE50) pour chacun des prélèvements : rural : CE10 = 5,91 µg/cm2 et CE50 = 29,55 µg/cm2 ; urbain : CE10 = 5,45 µg/cm2 et CE50 = 27,23 µg/cm2 ; industriel : CE10 = 6,86 µg/cm2 et CE50 = 34,29 µg/cm2). L’exposition des cellules A549 à ces échantillons a induit des mécanismes de type oxydatif (i. E. Formation de malondialdéhyde, altération de l’activité de la superoxyde dismutase, oxydation du glutathion). L’étude de la réponse inflammatoire reste à approfondir
Air pollutionhas become a global concern for public health, for a few years. Indeed, epidemiological studies associate particulate air pollution in the induction of many cardiorespiratory diseases. Emerging countries are particularly affected by these air pollution problems, because of their population growth and due to the absence of specific regulations. However, few data are currently available in these areas, regarding the health impact of such pollution or even their chemical composition. To overcome this lack of information, a study of fine particulate pollution (PM2. 5) in the district of Abidjan has been undertaken. Three sampling sites (i. E. Rural, urban and industrial areas) were chosen to highlight the heterogeneity of air pollutants according to their respective sources. The chemical composition of these samples confirmed their heterogeneity, and many inorganic (e. G. Al, Ca, Fe, Mn, Zn, Ni, Cr, Cu, Pb, Mg) and organic compounds (e. G. Paraffins) were quantified at the 3 sites. The dose-cytotoxic response relationship was then studied through the perturbation of different markers of global cytotoxicity in the human pneumocyte A549 cell line, thereby allowing the determination of the following Effect Concentrations (EC) (rural sites : EC10 = 5,91 µg/cm2 ; EC50 = 29,55 µg/cm2 ; urban site : EC10 = 5,45 µg/cm2 ; EC50 = 27,23 µg/cm2 ; industrial site : EC10 = 6,86 µg/cm2 ; EC50 = 34,29 µg/cm2). Exposure of A549 cells to Abidjan city’s PM samples has also enable the identatification of oxidative mechanisms (i. E. Malondialdehyde formation, alteration in superoxide dismutase activity, glutathione oxidation) as well as inflammatory response

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Benabed, Ahmed. « Contribution à l’étude de la remise en suspension de particules générée par le pas humain au sein d’une ambiance du bâtiment ». Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS034/document.

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Résumé :

Ce travail de thèse s'inscrit dans la thématique de la pollution particulaire de l'air intérieur et concerne plus particulièrement les phénomènes de remise en suspension liés à l'impact, au niveau du sol, des pas d'une personne qui marche sur un plancher chargé en particules. La première partie présente un état de l'art des connaissances de la pollution particulaire. Les différents paramètres expérimentaux qui influencent la remise en suspension des particules ainsi que les coefficients utilisés pour la quantification du phénomène sont recensés. Les différentes perturbations mécaniques et aérodynamiques générées lors de l'impact d'un pied avec le sol pendant la marche d'une personne sont présentées et comparées. Nous terminons la première partie par une présentation des différents modèles de remise en suspension des particules émanant d'une surface. La seconde partie est consacrée à la présentation de la maquette qui a été mise au point au laboratoire LaSIE à La Rochelle afin d'étudier le dépôt et la remise en suspension des particules par un simulateur mécanique du pas humain depuis un sol chargé en particules. Cette étude a permis de classer les différents types de surfaces utilisées dans le bâtiment en fonction de leurs émissions en particules après l'impact mécanique d'un solide. La troisième partie du travail consiste à mesurer les vitesses de l'écoulement de l'air généré par un simulateur mécanique automatisé du pas humain en différents emplacements. Les mesures de la vitesse ont été effectuées par trois types de méthodes largement utilisées dans le domaine de la mécanique des fluides : deux méthodes de Vélocimétrie Laser (Vélocimétrie par Image des particules et Vélocimétrie Laser Doppler), mais également une méthode d’Anémométrie à Fil Chaud. Ces mesures nous ont permis de trouver la zone de forte vitesse qui correspond à la zone où nous avons une remise en suspension importante. Nous avons également étudié l'influence de l'état de la surface sur les vitesses de l'écoulement générées à proximité du sol suite au mouvement du simulateur mécanique. Ces mesures ont mis en évidence que l'influence de la rugosité de la surface sur la vitesse de l'écoulement généré par le pas est marginale. Finalement, nous avons étudié analytiquement le détachement des particules en utilisant un modèle basé sur le bilan des moments de forces. Des perspectives à la fois sur l'amélioration des deux maquettes mises en place au LaSIE et à l'ERM, ainsi que le développement d'un code numérique pour simuler le pas humain sont présentées et argumentées en conclusion
This thesis work is part of indoor air particle pollution theme and more particularly the phenomenon of walking-induced particle resuspension. The first part presents a state of the art knowledge of particulate pollution. The different experimental parameters that influence the particles resuspension, as well as the coefficients used for the phenomenon quantification, are identified. The various mechanical and aerodynamic disturbances generated during person walking are presented and compared. We end the first part with a presentation of the different particles resuspension models. The second part is dedicated to present the experiment made on a small scale model developed at the LaSIE laboratory in La Rochelle to study particles deposition and resuspension by amechanical simulator of the human step from a particle-laden soil. This study classified the different types of surfaces used in the building according to their particulate emissions after the mechanical simulator impact. The third part of the work consists of measuring the airflow velocities generated by an automated mechanical simulator of the human footstep at different locations. The velocity measurements have been done in the Royal Military Academy at Brussels (RMA) by three types of methods widely used in the field of fluid mechanics : two methods of Laser Velocimetry (Particle Image Velocimetry and Laser Doppler Velocimetry), but also a method of Wire Anemometry. These measurements allowed us to find the high-speed zone that corresponds to the area where we have a significant resuspension. We also studied the influence the surface roughness on the flow velocities generated near the ground following the movement of the mechanical simulator. We have shown that the influence of the surface roughness on the speed of the flow generated by the pitch is marginal. Finally, we analytically studied the detachment of particles using a model based on the momentum balance. Perspectives on both the improvement of the two models set up in LaSIE and the RMA, as well as the development of a numerical code to simulate the human step, are presented and argued in conclusion

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Badran, Ghidaa. « Pollution atmosphérique particulaire : caractérisation physico-chimique et comparaison des effets toxiques des fractions extractible et non-extractible des PM₂.₅ In-vitro evaluation of organic extractable matter from ambient PM₂.₅ using human bronchial epithelial BEAS-2B cells : Cytotoxicity, oxidative stress, pro-inflammatory response, genotoxicity, and cell cycle deregulation. Toxicity of fine and quasi-ultrafine particles : focus on the effects of organic extractable and non-extractable matter fractions. Toxicological appraisal of the chemical fractions of ambient fine (PM₂.₅-₀.₃) and quasi-ultrafine (PM₀.₃) particles in human bronchial epithelial BEAS-2B cells ». Thesis, Littoral, 2019. http://www.theses.fr/2019DUNK0547.

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Résumé :

La pollution de l'air et les particules fines (PM₂.₅) ont été classées cancérigènes (groupe 1) par le Centre International de la Recherche sur le Cancer en 2013. Cette fraction particulaire représente un mélange complexe dont la composition, très variable, influe sur la toxicité. Cependant, peu d'études ont déterminé l'implication respective des différentes fractions chimiques constitutives des PM dans leurs effets toxiques. Dans ce travail de thèse, des particules fines (PM₂.₅₋₀.₃) et quasi-ultrafines (PM₀.₃) ont été échantillonnées au niveau d'un site urbain à Beyrouth (Liban). Après avoir réalisé la caractérisation physico-chimique de ces deux types de particules, leurs effets toxiques (cytotoxicité globale, activation métabolique, génotoxicité, inflammation, stress oxydant, autophagie et apoptose) ont été étudiés sur une lignée de cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B). L'analyse des fractions organiques a révélé des différences entre les teneurs en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), de même qu'en congénères oxygénés (O-HAP) et nitrés (N-HAP), respectivement 43, 17 et 4 fois plus élevées dans les PM₀.₃ que dans les PM₂.₅₋₀.₃. L'étude toxicologique a porté sur les particules fines considérées dans leur entièreté (PM₂.₅₋₀.₃), la fraction organique extractible (EOM₂.₅₋₀.₃) et la fraction non-extractible par le dichlorométhane (NEM₂.₅₋₀.₃). De plus, les effets spécifiques de la fraction organique extraite des particules quasi-ultrafines (EOM₀.₃) ont été comparés à ceux de la fraction organique extraite des particules fines (EOM₂.₅₋₀.₃). Nos résultats montrent que chacune des fractions considérées a été capable d'activer au moins un des mécanismes étudiés. Les PM₂.₅₋₀.₃ ont induit des effets toxiques généralement plus marqués que les EOM₂.₅₋₀.₃ et NEM₂.₅₋₀.₃. La fraction organique des particules quasi-ultrafines (EOM₀.₃), plus riche en composés organiques et notamment en HAP et autres congénères, est apparue responsable d'effets délétères globalement plus importants que celle extraite des particules fines (EOM₂.₅₋₀.₃). Les résultats de ce travail ont apporté des éléments nouveaux sur la toxicité relative des différentes fractions extractibles et non extractibles des particules fines et soulignent le rôle crucial joué par les particules ultrafines, encore trop peu étudiées
Air pollution and particulate matter (PM₂.₅) were classified as carcinigens (group 1) by the International Agency for Research on Cancer in 2013. This particulate fraction represents a complex mixture with a highly variable composition influencing the toxicity. However, few studies have determined the respective involvement of the different chemical fractions of PM in their toxic effects. In this work, fine particles (PM₂.₅₋₀.₃) and quasi-ultrafine particles (PM₀.₃) were sampled in an urban site located in Beirut (Lebanon). After performing the physicochemical characterization of these two types of particles, their toxic effects (global cytotoxicity, metabolic activation, genotoxicity, inflammation, oxidative stress, autophagy and apoptosis) were investigated on a human bronchial epithelial cell line (BEAS-2B). The analysis of the organic content revealed differences between the concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), as welle as oxygenated (O-PAH) and nitrated (N-PAH) congeners, respectively 43, 17 and 4 times higher in PM₀.₃ than in PM₂.₅₋₀.₃.The toxicological study was based on the comparison of the toxicity of the fine particles considered in their entirety (PM₂.₅₋₀.₃), the extracted organic fraction (OEM₂.₅₋₀.₃) and the fraction not extracted by the dichloromethane (NEM₂.₅₋₀.₃). In addition, the specific effects of the organic fraction extrated from the quasi-ultrafine particles (OEM₀.₃) were compared with those of the organic fraction extracted from the fine particles (OEM₂.₅₋₀.₃). Our results showed that all the studied fractions were able to induce at least one of the studied mechanisms. PM₂.₅₋₀.₃ was able to induce toxic effects greater than those induced by OEM₂.₅₋₀.₃ and NEM₂.₅₋₀.₃. The organic fraction extracted from the quasi-ultrafine particles (OEM₀.₃), richer in organic compounds and in particular in PAHs and other congeners, appeared to be responsible for deleterious effects globally greater than that extracted from the fine particles (OEM₂.₅₋₀.₃). The results of this work have brought new elements on the relative toxicity of the different fractions of the fine particles and underline the crucial role played by ultrafine particles, still too little studied

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Schlutig, Sandrine. « Contribution à l'étude de la pulvérisation et de l'endommagement du dioxyde d'uranium par les ions lourds rapides ». Phd thesis, Université de Caen, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002110.

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Résumé :

La mise en mouvement des atomes d'un matériau par un ion lourd se traduit dans le volume par la création de traces et à la surface par l'éjection d'atomes vers le vide. Ainsi, afin d'appréhender les mécanismes initiaux de formation des traces, nous nous sommes intéressés à la pulvérisation du dioxyde d'uranium par les ions lourds rapides. L'étude est consacrée à l'influence du pouvoir d'arrêt électronique sur l'émission de particule neutre et plus spécifiquement sur la mesure de leurs distributions angulaires. Ces mesures sont complétées par celles des ions émis d'une cible d'UO2 soumise à un bombardement d'ions lourds rapides. L'ensemble des résultats expérimentaux donne accès à : i) la nature des particules pulvérisées ; ii) l'état de charge des particules émises ; iii) la direction d'éjection des particules pulvérisées ; iv) et aux rendements de pulvérisation, obtenus à partir des distributions angulaires. Ces résultats sont confrontés aux modèles de pulvérisation proposés dans la littérature et il apparaît que seul le modèle d'écoulement gazeux supersonique donne des résultats cohérents avec nos observations. Enfin, grâce aux expériences antérieures, réalisées par T. Wiss, concernant l'endommagement du dioxyde d'uranium, ce travail débouche sur la comparaison entre les modifications observées dans le matériau et la pulvérisation. Cette démarche permet de mettre en évidence que seule une fraction de monocouches d'UO2 participe à la pulvérisation.

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Pouthier, Thomas. « Mise en évidence de cassures double brin de l'ADN induites par irradiation de kératinocytes humains en microfaisceau alpha ». Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00353412.

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Résumé :

Comprendre les modes d'interaction des rayonnements ionisants avec la matière vivante, notamment lors de l'exposition à de faibles doses telles que celles que l'on peut trouver dans un environnement industriel ou dans la nature, reste un enjeu majeur pour l'évaluation du risque associé. Il s'agit d'un problème de société qui n'a pu malheureusement trouver de réponse dans les études épidémiologiques classiques dans la mesure où les quelques données fiables concernent plutôt des expositions accidentelles à des doses beaucoup plus élevées. L'exposition naturelle représente pourtant la première source dans la vie courante juste devant les sources d'origines médicales (radiologie, radiothérapie). Ce type d'exposition est très difficile à reproduire en laboratoire sur des lignées cellulaires. La méthode principalement utilisée, basée sur l'irradiation aléatoire de populations cellulaires, consiste à calculer le nombre moyen de particules ayant interagi par cellule et repose ainsi sur des lois de distribution statistique (loi de Poisson). En plus des inévitables impacts multiples, la variété des cibles intracellulaires touchées (noyau, cytoplasme), les effets indirects induits par les impacts sur les cellules voisines ou simplement extracellulaires sont autant de phénomènes qui compliquent alors sérieusement l'interprétation des données.

Dans ce contexte, un microfaisceau de particules  a été développé au CENBG pour réaliser des irradiations ciblées à l'échelle sub-cellulaire avec une précision de quelques micromètres. Il est ainsi possible de contrôler le nombre exact de particules délivrées par cellule (jusqu'à la dose ultime d'un ion par cellule), de prédéterminer avec précision le point d'impact et d'irradier certaines cellules tout en vérifiant la réponse de cellules voisines.

La validation de ce dispositif a été réalisée au cours de ce travail de thèse, sur des kératinocytes humains exprimant une protéine recombinante nucléaire fluorescente (histone H2B-GFP) en mettant en évidence des dommages nucléaires radio-induits spécifiques et dose-dépendant. La combinaison de techniques telles que le microfaisceau d'ions, la microscopie confocale et l'analyse quantitative numérique a permis de mesurer, in situ et à l'échelle de la cellule unique, la cinétique de phosphorylation de la protéine histone H2A.X et d'aborder ainsi l'étude des processus de réparation de l'ADN et d'induction de l'apoptose. Les résultats expérimentaux ont validé la méthodologie développée en démontrant la reproductibilité du tir et le contrôle de la dose grâce à la mise en évidence d'une relation dose-effet qui a été également étudiée en fonction du temps.

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Doyennette, Marion. « La bouche, un réacteur complexe à l'origine de la libération des stimuli sensoriels : modélisation des transferts de composés d'arôme lors de la déstructuration d'aliments solides ». Thesis, Paris, AgroParisTech, 2011. http://www.theses.fr/2011AGPT0047/document.

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Résumé :

La libération des composés d'arôme détermine la qualité aromatique des produits alimentaires, et contribue ainsi aux choix et préférences des consommateurs. Dans ce contexte, la compréhension et la modélisation de la cinétique de libération est un défi scientifique et un enjeu de santé afin de pouvoir formuler des produits en intégrant des critères nutritionnels et sensoriels. Ce travail de thèse a permis d'étudier et de modéliser les mécanismes en bouche responsables de la dynamique de libération des stimuli olfactifs lors de consommation d'un aliment liquide ou solide chez l'homme.• Dans un premier temps, un modèle mécanistique décrivant la libération des composés d'arôme au cours de la consommation d'un aliment liquide ou semi-liquide a été développé. Ces produits ont un temps de résidence en bouche très court et ne nécessitent pas de manipulation intra-orale complexe. Le modèle a été construit sur la base de bilans de matière prenant en compte des mécanismes de transfert entre certains sous-compartiments du système, ainsi que les conditions spécifiques aux différentes étapes de la consommation. Une comparaison du modèle avec des données de libération in vivo lors de la consommation de fluides newtnoniens aromatisés avec du diacétyle et de l'hexanoate d'éthyle a été effectuée. Cette étude nous a permis de comprendre le rôle du résidu post-pharyngé et de la viscosité sur la libération des composés d'arôme : • l'épaisseur du bol tapissant les muqueuses a pu être estimée à environ 15µm; • contrairement à l'hypothèse initiale, il a été mis en évidence que les propriétés pertinentes à prendre en considération pour la libération des composés d'arôme à partir d'un fluide newtonien sont celles d'un mélange de produit hautement dilué par la salive. • Dans un second temps, le modèle a été adapté à des produits nécessitant une mastication. Pour en rendre compte, de nouveaux mécanismes ont été intégrés: phénomènes de transfert de matière et de dissolution du produit dans la salive, génération d'une surface d'échange produit/fraction liquide du bol et l'ouverture vélopharyngienne lors de la mastication du produit. Le modèle a ensuite été confronté avec les données de libération du propanoate d'éthyle in vivo lors de la consommation de matrices fromagères modèles. Le modèle a pu être ajusté de façon satisfaisante à l'ensemble des données expérimentales et les deux paramètres inconnus de notre modèle (la vitesse d'incorporation moyenne de salive dans le bol au cours de la consommation et la fréquence d'ouverture du vélopharynx) ont pu être estimés. Cette étude nous a permis de comprendre le rôle de la mastication sur la libération des composés d'arôme lors de la consommation d'aliments solides. De plus, l'étude de la libération de la 2-nonanone a permis de mettre en évidence un phénomène d'adsorption sur les muqueuses pour cette molécule. • Enfin, il ressort de la comparaison des deux modèles que les paramèters clés gouvernant la libération des composés d'arôme ne sont pas les mêmes selon la catégorie de produit (liquide ou solide) considérée: • lors de la consommation d'aliments liquides ou semi-liquides, le coefficient de transfert de matière dans le bol, la fréquence respiratoire de l'individu et l'épaisseur du résidu post-pharyngé sont les trois facteurs clés gouvernant la libération des composés d'arôme; • en revanche, lors de la consommation de produits solides mastiqués, ce sont la vitesse d'incorporation moyenne de salive dans le bol, la fréquence d'ouverture du vélopharynx et la durée de mastication qui sont les trois paramètres ayant un effet majeur sur les cinétiques de libération. La démarche de modélisation nous a permis de mieux comprendre les parts relatives du produit, de l'individu, et de l'interaction produit-individu sur la libération des composés d'arôme au cours de la consommation d'un aliment
Delivery of aroma compounds to olfactory receptors determines the aromatic quality of food products and contributes to consumer choices and preferences. Therefore, understanding and modelling the release kinetic is a scientific challenge and a health issue in order to formulate products of both high nutritional and sensory quality. This thesis studied in-mouth mechanisms responsible of the dynamics of olfactory stimuli release during food consumption. • First, a mechanistic model describing the aroma compounds release during consumption of a liquid or semi-liquid food has been developed. These products have a very short in-mouth residence time and do not require complex intra-oral manipulation. The model takes into account mass balances, transfer mechanisms occurring between some sub-compartments of the system, and the specific conditions at the different stages of consumption. A comparison of the model predictions with in vivo release data during the consumption of Newtnonien fluids flavored with diacetyl and ethyl hexanoate was performed. This study highlighted the role of post-pharyngeal residue and viscosity on the aroma compounds release: • the thickness of bolus covering the mucous membranes has been estimated at about 15μm; • it was found that the relevant properties to be considered for the release of aroma compounds from a Newtonian fluid are those of a mixture highly diluted by saliva. • Second, the model previously developed was adapted for products requiring chewing. It takes into account the phenomena of mass transfer and dissolution of the product in the saliva during chewing. The generation of a product/liquid contact surface as well as the velopharyngial opening that occurs during the mastication of the product were also integrated into the model. The model was then confronted with in vivo release data for ethyl propanoate during consumption of four cheese matrices. All simulations have been satisfactorily fitted to experimental data and the two unknown parameters of our model (the average rate of saliva incorporation into the bolus and the frequency of velopharyngial opening) could be estimated. This study has enabled us to understand the role of mastication on the release of aroma compounds during consumption of solid food: • the opening of velopharynx during intra-oral manipulation of the product produces a continuous supply of aroma compounds in the nose; • the residence time of solid product in the mouth are much longer than for the consumption of liquid and semi-liquid foods, allowing the secretion of significant volumes of saliva. In addition, the study of the release of 2-nonanone highlighted an adsorption phenomenon on the mucous membranes for this molecule. • Finally, sensitivity analysis of the two release models indicates that: • when eating a liquid or semi-liquid food, the mass transfer coefficient in the bolus, the breath rate and the thickness of post-pharyngeal residue are the three key factors governing the release of aroma compounds; • however, when eating a solid food product, it is the average rate of saliva incorporation into the bolus during consumption, the frequency and duration of velopharyngeal opening, and the mastication time which are the three parameters that have major effects on the kinetics of release. The modeling approach allowed us to better understand the relative effects of the product, the individual, and individual-product interaction on the release of aroma compounds during food consumption. The results of this work indicated that the most important parameters depend on the category of product (liquid or solid) under consideration

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Rannou, Benoît. « Slurry coatings from aluminium microparticles on Ni-based superalloys for high temperature oxidation protection ». Phd thesis, Université de La Rochelle, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839790.

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Résumé :

Because of their good mechanical resistance at high temperature, Ni-based superalloys are used for aero-engine and land-based turbines but undergo "dry" oxidation between 900 and 1500°C. These materials are thus coated with nickel-aluminide coatings (BC). An additional thermal barrier coating (TBC) is generally applied in the hottest sections of the turbines (T>1050°C) to lower the impact of the temperature on the substrate. In the framework of the European research programme "PARTICOAT", this PhD work was focused on the growth mechanisms of a full protective coating system (BC+TBC) in a single step process, using a water-based slurry containing a dispersion of Al micro-particles to satisfy the European environmental directives. The rheological and physico-chemical characterizations showed the slurry stability up to seven days. After depositing the latter by air spraying, a tailored thermal treatment resulted in a nickel-aluminide coating (β-NiAl) similar to the conventional industrial ones but through an intermediate Al liquid phase stage. Simultaneously, the oxidation of the Al micro-particles brought aboutthe formation of a top alumina "foam" (PARTICOAT concept). After a validation step of the mechanisms involved in pure Ni substrate, the extrapolation of the process to several Ni-based superalloys (René N5 (SX), CM-247 (DS), PWA- 1483 (SX) and IN-738LC (EQ)) revealed different coating compositions and microstructures. A particular attention was therefore paid onto the effect of alloying elements (Cr, Ta, Ti) as well as their segregation in the coating. The high temperature behaviour of the coated samples has been studied through isothermal oxidation (1000h in air between 900 and 1100°C) and showed that the oxidation and interdiffusion phenomena ruled the degradation mechanisms. Besides, the electrodeposition of ceria before the application of the PARTICOAT coating allowed to strongly limit interdiffusion phenomena and stabilized the nickel aluminide coating.

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Jeanjean, Maxime. « Pollution atmosphérique et déclenchement de poussées de sclérose en plaques, investigation au niveau individuel ». Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1B003.

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Résumé :

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie neuro-inflammatoire du système nerveux central. Les causes sont multifactorielles impliquant à la fois une prédisposition génétique et l'influence de facteurs environnementaux. Dans environ 85% des cas, les patients sont atteints de poussées correspondants à la survenue de signes neurologiques, suivis d'une phase de rémission partielle ou totale. De nombreux travaux avancent l'hypothèse selon laquelle le taux de poussées varie au gré des saisons, survenant plus fréquemment au printemps et en été. Cette fluctuation temporelle a soulevé la question de l'influence de paramètres dépendants de la saison tels que l'ensoleillement et le statut en vitamine D, le niveau de mélatonine ou encore la pollution atmosphérique. Etant donné cette variation de la pollution de l'air, nous avons cherché à explorer l'impact à court terme des particules fines (PM10), benzène (C6H6), dioxyde d'azote (NO2), monoxyde de carbone (CO) et de l'ozone troposphérique (O3), sur le risque de déclenchement de poussée, indépendamment des saisons "chaude" (1er avril au 30 septembre) et "froide" (1er octobre au 31 mars). Ce travail s'est appuyé sur les données de patients issus du réseau ville-hôpital alSacEP. Nous avons sélectionné 424 patients atteints de SEP à début rémittent et ayant connu un total de 1 783 poussées (2000-2009). Les niveaux journaliers de pollution, produits grâce au modèle physique déterministe ADMS-Urban, ont été modélisés sur une base horaire pour chaque IRIS de la communauté urbaine de Strasbourg par l'actuelle AASQUA ATMO Grand Est. De plus, une enquête individuelle menée dans le cadre de cette étude auprès de l'ensemble des patients (PT) a permis de collecter (par questionnaire téléphonique ou auto-questionnaire sur internet) des informations personnelles socio-économiques (SES) et du mode de vie pour 188 d'entre eux (PS). Enfin, le niveau SES des IRIS a été estimé à l’aide d’un indice de défaveur social - construit à partir des données du recensement de l’INSEE. Nous avons observé une influence saisonnière délétère à court terme de la pollution (3 jours précédant la poussée) sur le risque de poussée en PT, notamment de l'O3 en saison "chaude" et des PM10 et NO2 en saison "froide". Nos résultats suggèrent également que le contexte SES puisse exacerber ces associations, notamment chez les patients résidant dans les quartiers défavorisés lors d'exposition aux PM10, NO2, C6H6 et CO ("froide") et ceux résidant dans les quartiers favorisés et défavorisés lors de l'exposition à l'O3 ("chaude"). Enfin, nous avons observé chez la PS que le niveau d'éducation faible, le revenu familial moyen, la consommation de cigarette et le manque d'activité physique régulière sont les catégories SES et du mode de vie les plus associées avec le risque de poussée lors de l'exposition à la pollution de l'air. Ce travail montre la nécessité d'étudier les expositions environnementales au cours de la SEP selon une approche holistique intégrant des facteurs individuels et contextuels
Multiple sclerosis (MS) is a neuro-inflammatory disease of the central nervous system (CNS). Causes are multifactorial enrolling both genetic predisposition and influence of environmental factors. In 85% of cases, patients experience relapse corresponding to the occurrence of neurologic signs, followed by a phase of partial or total remission. Several studies put forth the hypothesis that relapses rate varies across season, mainly occurring during spring and summer. This temporal fluctuation raised the question of season-dependent parameters influence such as sunlight exposure and vitamin D, melatonin level or ambient air pollution. Considering this variation of air pollution, we explored the short-term impact of fine particles (PM10), benzene (C6H6), nitrogen dioxide (NO2), carbon monoxide (CO) and ground-level ozone (O3), on the risk of relapse triggering, separately for "cold" (i.e., October-March) and "hot" (April-September) season. This work has drawn from data of patients provided by the alSacEP network. We included 424 patients affected with remitting MS onset who experienced 1,783 relapses over the 2000-2009 period. Daily level of air pollution was modeled through ADMS-Urban software at the census block scale of the Strasbourg metropolitan area (AASQA ATMO Grand Est). Furthermore, an individual survey was conducted among all the patients (PT) in order to collect individual socioeconomic (SES) and lifestyle features. Finally, the census block SES position was estimated using a composite deprivation index - created from the INSEE census data. A short-term (3 days preceding the relapse) seasonal adverse effect was observed in PT, in particular during exposure to O3 in "hot" season and PM10 and NO2 in "cold" season. Results also suggest that the SES context might exacerbate these associations, in particular among patients who were living in deprived neighborhood with exposure to PM10, NO2, C6H6 and CO ("cold) and those who were living in most well-of and deprived places with exposure to O3 ("hot"). Finally, we observed among Ps that low education level, average family income, smoking and lack of physical activity are more associated with the risk of relapse triggering when patients were exposed to air pollution. This work shows the need to investigate environmental exposure such as air pollution along the SEP course using a holistic approach integrating individual and contextual factors

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Thèses sur le sujet « Particules (matière) – Effets physiologiques »

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