Letteratura scientifica selezionata sul tema "Acier inoxydable – Surfaces – Désinfection"

Background: Exposure to hazardous drugs is known to have deleterious effects on health care workers. To assess risk, environmental monitoring is conducted to ascertain drug contamination on surfaces, as dermal contact is the main route of exposure. Conventional monitoring employs wipe sampling whereby the wipe must be sent to a laboratory for analysis. This means that quantitative results are not available for some time, during which the risk remains unknown. A new device, the HD Check system, developed by BD, which uses lateral-flow immunoassay technology, allows for near real-time qualitative assessment of contamination (positive or negative); however, its sensitivity relative to the traditional method is unknown. Objective: To evaluate the ability of this novel device to detect drug contamination relative to the conventional method. Methods: Five sets of different known drug concentrations were compared between the conventional wipe sampling method and the HD Check systems for methotrexate (MTX) and cyclophosphamide (CP). Stainless steel surfaces were tested, and the drug concentrations ranged from 0 ng/cm2 to twice the limit of detection (LOD) of each HD Check system. Results: For MTX, positive results were obtained in every test trial at all drug concentrations examined with the HD Check system (LOD = 0.93 ng/cm2). For CP, test results with the HD Check system (LOD = 4.65 ng/cm2) were all positive at the LOD and twice the LOD; however, at 50% and 75% of the LOD, the result was positive in only 90% (9/10) of the trials. The conventional method was able to quantify the test drug concentrations with a high level of accuracy and reproducibility. Conclusions: These results suggest the potential utility of the novel device as a screening tool for higher levels of drug contamination with MTX and CP, but additional research is needed to determine its suitability for lower concentrations, especially of CP. RÉSUMÉ Contexte : L’exposition à des médicaments dangereux est connue pour avoir des effets délétères sur les travailleurs de la santé. Pour évaluer les risques, une surveillance environnementale est menée pour vérifier la contamination des surfaces par les médicaments, car le contact cutané est la principale voie d’exposition. La surveillance conventionnelle utilise un échantillonnage par frottis, lequel doit être envoyé à un laboratoire pour analyse. Cela signifie que les résultats quantitatifs ne sont pas disponibles pendant un certain temps – temps pendant lequel le risque reste inconnu. Un nouvel appareil, le système HD Check de BD, qui utilise la technologie d’immunodosage à flux latéral, permet une évaluation qualitative en temps quasi réel de la contamination (positive ou négative); cependant, sa sensibilité par rapport à la méthode traditionnelle est inconnue. Objectif : Évaluer la capacité de ce nouveau dispositif pour détecter la contamination médicamenteuse par rapport à la méthode conventionnelle. Méthodes : Cinq ensembles de différentes concentrations connues de médicaments ont été utilisés pour comparer la méthode conventionnelle d’échantillonnage par frottis et les systèmes HD Check pour la méthotrexate (MTX) et la cyclophosphamide (CP). Des surfaces en acier inoxydable ont été testées et les concentrations de médicament variaient de 0 ng/cm2 à deux fois la limite de détection (LD) de chaque système HD Check. Résultats : Pour la MTX, des résultats positifs ont été obtenus dans chaque essai à toutes les concentrations de médicament examinées avec le système HD Check (LD = 0,93 ng/cm2). Pour la CP, les résultats des tests avec le système HD Check (LD = 4,65 ng/cm2) étaient tous positifs à la LD et au double de la LD; cependant, à 50 % et 75 % de la LD, le résultat n’était positif que dans 90 % (9/10) des essais. La méthode conventionnelle a été en mesure de quantifier les concentrations de médicament à l’essai avec un niveau élevé de précision et de reproductibilité. Conclusions : Ces résultats suggèrent l’utilité potentielle du nouveau dispositif comme outil de dépistage pour des niveaux plus élevés de contamination médicamenteuse par la MTX et la CP, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer son adéquation à des concentrations plus faibles, en particulier de CP.

La persistance des biofilms reste un problème mondial rencontré dans l'industrie agro-alimentaire. En raison de la résistance adaptative associée aux propriétés physiques de la matrice du biofilm, l'échec de l'éradication totale des biofilms à l'aide de désinfectants conventionnels souligne la nécessité de trouver des stratégies alternatives efficaces. La méthodologie développée dans ce travail est axée sur l'utilisation de terpènes d'huiles essentielles biosourcées, à savoir le carvacrol (CAR) et le thymol (THY), qui représentent de puissants antimicrobiens face aux biofilms. La nanoencapsulation des terpènes est une approche innovante et proactive qui permet de stabiliser les terpènes et d'améliorer leurs fonctionnalités en les protégeant dans une structure d'enveloppe et en assurant une libération contrôlée rémanente. Les résultats de ce travail révèlent une plus grande activité du CAR et du THY nanoencapsulés contre les biofilms de Salmonella Enteritidis et Listeria innocua formés sur des surfaces en acier inoxydable (AI) par rapport à l'activité des terpènes libres. Les propriétés antimicrobiennes puissantes des nanocapsules ont été mises en évidence en induisant des dommages majeurs et évidents aux structures des cellules bactériennes avec une augmentation ultérieure de la perméabilité membranaire, favorisant la fuite des constituants vitaux intracellulaires vers le milieu extérieur. Après avoir confirmé l'activité antibiofilm prometteuse des nanocapsules monocouches (MC) obtenues par séchage par atomisation en utilisant de la maltodextrine comme matériau de support et le caséinate de sodium comme émulsifiant, un autre type de nanocapsules couche-par-couche (CPC) a été développé en ajoutant de la pectine comme couche interfaciale supplémentaire. L'augmentation de l'épaisseur de la structure interfaciale des capsules CPC a été observée au microscope et confirmée par l'augmentation de leur taille. La cinétique de relargage des terpènes des capsules MC et CPC suit un modèle mathématique de Korsmeyer-Peppas dominé par un mécanisme de diffusion Fickien. La libération du THY et du CAR à partir des capsules a montré un profil biphasique commençant par une libération initiale rapide des terpènes, suivie d'une deuxième phase de libération régulière pour les capsules MC, et d'une libération progressive et soutenue dans le temps pour les capsules CPC. Les activités antibiofilms des THY et CAR encapsulés sont cohérentes avec les courbes de libération, mettant en évidence une désinfection durable des surfaces en contact avec les aliments. Une exposition successive aux capsules MC et CPC a assuré une éradication de 99,99 % des biofilms avec une protection des surfaces d'AI contre la recontamination pendant plusieurs heures. L'inhibition a été induite par les nanocapsules MC qui ont assuré une désinfection initiale des surfaces avec une réduction des biofilms dans les premières minutes d'exposition, combinées aux capsules CPC qui ont continué à libérer des terpènes de manière contrôlée pendant plusieurs heures favorisant une désinfection prolongée des surfaces en contact avec les aliments et une protection contre la recontamination bactérienne. L'importante activité de désinfection rémanente obtenue par un traitement successif par des nanocapsules MC et CPC a également été validée sur des biofilms formés dans différentes conditions hydrodynamiques dans un système de canalisation de laboratoire reproduisant certaines des conditions d'écoulement réelles rencontrées dans les industries agro-alimentaires
The persistence of biofilms remains a worldwide problematic encountered in the agro-food industry. As a result of the adaptive resistance coupled with the physical properties of biofilm matrix, the failure to eradicate totally biofilms using conventional disinfectants urges the need to find alternative effective strategies. The current methodology developed in this work is focused on the use of biosourced essential oil terpenes, namely carvacrol (CAR) and thymol (THY) that represent powerful antimicrobial tools facing biofilms. Nanoencapsulation of terpenes is an innovative and proactive approach that stabilizes terpenes and enhances their functionalities by protecting them within a carrier shell structure and by ensuring a sustained controlled release. The results of this work reveal a greater activity of nanoencapsulated CAR and THY against Salmonella Enteritidis and Listeria innocua biofilms developed on stainless steel (SS) surfaces as compared to the activity of free terpenes. The potent antimicrobial prospects of nanocapsules were highlighted by inducing major obvious structural damages to bacterial cells with subsequent increase in permeability, promoting the leakage of intracellular vital constituents to the outer medium. After confirming the promising antibiofilm activity of monolayer (ML) nanocapsules developed by spray-drying using maltodextrin as carrier material and sodium caseinate as emulsifier, another layer-by-layer (LBL) nanocapsule was developed by adding pectin as an additional interfacial layer. The increased shell structure thickness of the LBL capsules was observed microscopically and confirmed by the increase in size. The release kinetics of terpenes from the ML and LBL capsules fitted into a Korsmeyer-Peppas mathematical model dominated by a Fickian-diffusion mechanism. The diffusion of THY and CAR out of the ML and LBL capsules was ascribed to a biphasic release profile starting with an initial rapid burst release of terpenes, followed by a second phase of steady release from the ML capsules compared to a gradual sustained release over time from the LBL capsules. The antibiofilm activities of encapsulated THY and CAR were consistent with the release curves, highlighting a promising sustained disinfection of food contact surfaces. A successive exposure to ML and LBL capsules ensured a 99.99 % eradication of biofilms with a protection of SS surfaces from recontamination for several hours. The inhibition was induced by the ML nanocapsules that ensured an initial disinfection of surfaces with a reduction of bacterial biofilms within the first exposure minutes, combined with the LBL capsules that kept releasing terpenes in a controlled manner over several hours favoring a sustained prolonged disinfection of food contact surfaces and a protection from bacterial recontamination. The prominent persistent disinfection activity using a successive treatment of ML and LBL nanocapsules was also validated on biofilms developed under different hydrodynamic conditions in a lab-scale pipeline system set-up to mimic some of the real flow conditions encountered in agro-food industries

Ce travail de thèse concerne l'étude de l'écologie microbienne d'un atelier de découpe de viande bovine, dans le but de mieux comprendre la persistance bactérienne, c'est-à-dire, la présence répétée d'un même clone bactérien pendant une longue période malgré l'application bien conduite et régulière du nettoyage et de la désinfection (N-D). Des prélèvements par " chiffonnages " multiples de surfaces d'équipements ont été réalisés lors de trois campagnes de prélèvement espacées les unes des autres d'au moins six mois. Les prélèvements ont été réalisés sur un tapis convoyeur en polychlorure de vinyle (PVC) et sur des machines éplucheuses en acier inoxydable avant et après N-D. Nous avons quantifié les cellules totales (les cellules vivantes et les cellules mortes) par PCR quantitative en temps réel (qPCR), les cellules viables par EMA-qPCR, et les UFC (provenant de cellules cultivables) par dénombrement après incubation à 25°C sur gélose tryptone soja. Les résultats montrent qu'avant N-D, les cellules totales (en moyenne 5,6 - exprimé en log10 cellules/cm2 - sur PVC et 4,7 sur acier inoxydable) sont plus nombreuses que les cellules viables (4,5 sur PVC et 4,4 sur acier inoxydable) lesquelles sont plus nombreuses que les UFC (3,8 sur PVC et 2,9 sur acier inoxydable). Le N-D entraîne moins d'une réduction décimale (RD) des populations à l'exception des UFC sur acier inoxydable qui subissent 1,5 RD en moyenne. Ce dernier chiffre s'explique par des forces d'adhésion faibles. L'étude de la diversité des bactéries cultivables montre que sur un total de 51 genres identifiés, 13 seulement sont retrouvés lors des trois campagnes de prélèvements. Les isolats de ces 13 genres représentent 75, 72 et 62% des isolats des campagnes1, 2 et 3 respectivement. Parmi ces isolats, les plus fréquents sont (par ordre décroissant du nombre d'isolats) : Pseudomonas, Staphylococcus, Microbacterium, Acinetobacter, Chryseobacterium, Psychrobacter et Kocuria. Le génotypage d'isolats de 3 genres majoritaires (Staphylococcus, Pseudomonas et Acinetobacter) montre qu'une seule souche, Staphylococcus equorum, est sans aucun doute persistante. L'ensemble de ces observations montrent que l'écosystème varie d'une campagne à une autre. Ces modifications de la diversité bactérienne reflèteraient les modifications de flores des viandes traitées dans l'atelier, qui ont des origines multiples. En outre, il apparaît que, contrairement à ce qui est généralement admis, les bactéries à coloration de Gram négative cultivables sont plus facilement inactivées par le N-D que les bactéries à coloration de Gram positive. L'étude de l'écosystème par PCR-DGGE a permis d'identifier sept genres bactériens et montre que les espèces dominantes sont toutes sous forme vivante, autrement dit, aucune des espèces dominantes n'a été détectée uniquement sous forme de cellules mortes. Sur les sept genres identifiés six sont des Gram - dont majoritairement les genres Acinetobacter, Pseudomonas et Psychrobacter. Cette dominance montre que le N-D permet une forte perte de cultivabilité des bactéries Gram - mais qu'une grande partie n'est pas détachée. La dominance des bactéries Gram - observée par PCR-DGGE masque les staphylocoques qui ne sont pas détectés alors qu'ils sont majoritaires parmi la flore cultivable. Seul un genre bactérien, Propionibacterium, est identifié par PCR-DGGE uniquement mais il n'est trouvé qu'à une seule campagne et uniquement sur l'acier inoxydable avant N-D. En conclusion, l'avancée majeure de ce travail est la mise en évidence qu'une proportion importante de bactéries survit après les opérations très poussées de N-D mais pour une période transitoire.

Dans ce travail nous étudions les aspects physicochimiques et mécaniques des joints brasés cuivre/acier inoxydable et cuivre/alumine. Dans la partie physicochimique nous étudions la mouillabilité, la réactivité aux interfaces et la microstructure des joints brasés. La partie mécanique porte sur les joints cuivre/alumine obtenus par brasage réactif et comprend des tests de traction et des essais de décollement par poinçon. A partir de résultats obtenus nous proposons des solutions optimales d'assemblage en terme de température, de durée de brasage et de composition des alliages de brasure
In this work we study the physico-chemical and mechanical aspects of the copper/stainless steel and copper/alumina brazed joints. In the physico-chemical part we study the wettability, the reactivity at the interfaces and the microstructure of the brazed joints. The mechanical part relates to the copper/alumina joints obtained by reactive brazing and includes tensile tests and shaft loaded blister tests. From the results we propose optimal solutions of assemblies in term of temperature, brazing time and composition of the braze

Les proprietes acido-basiques de films passifs sur aciers inoxydables sont examinees en relation avec l'adherence de ces aciers a des revements organiques. Plusieurs etats de surface (realises industriellement ou au laboratoire) d'un meme acier austenitique aisi 304 ont ete etudies dans ce travail. Des caracterisations topologiques et chimiques de surface ont permis de les distinguer en termes de rugosite et du rapport de leurs deux principaux elements constitutifs : cr/fe. Les films passifs, principalement constitues d'oxydes et d'hydroxydes - exhibent generalement des proprietes semi-conductrices. La charge d'espace, s c, developpee dans le film passif en contact avec un electrolyte, a ete utilisee de maniere originale pour estimer le caractere acide ( s c positive) ou basique ( s c negative) du film passif ; plus importante est sa valeur, plus important sera le caractere acide ou basique. Les valeurs de charges d'espace ont ete mesurees par des techniques electrochimiques, utilisees classiquement (photoelectrochimie, spectroscopie d'impedance) ou de maniere plus novatrice (chrono-amperometrie). Les resultats obtenus ont permis un classement des etats de surface en termes d'acidite croissante. Parallelement, des tests d'adhesion (clivage) ont permis la classification de ces memes etats de surface en terme de resistance a la propagation d'une fissure au sein d'un joint colle acier inox/resine epoxidique/acier inox. L'examen post-ouverture de tels joints montre que la rupture de ces joints est adhesive. L'examen comparatif de l'ensemble des resultats confirme que, dans les cas etudies, l'acido-basicite des films passifs a une influence sur l'adhesion metal/polymere, et montre qu'elle depend du rapport cr/fe en surface et peut etre evaluee a partir de l'approche electrochimique proposee.

Ce travail s'inscrit dans le developpement d'une methode originale d'elaboration de surfaces selectives pour la conversion photothermique. Il vise a caracteriser la couche obtenue par conversion chimique en milieu acide, a expliquer ses proprietes optiques et a proposer un mecanisme de formation. La surface la plus selective mesure environ 150 nm et se compose de 3 zones. Elle est formee essentiellement d'oxydes de fe et de cr avec des degres d'oxydation variables avec la profondeur, le principal est la magnetite cristallisee. La couche est poreuse et presente une surface specifique elevee. Les proprietes optiques dependent de la composition chimique et de la morphologie. Un modele permet d'expliquer ces proprietes a partir de la composition, de l'epaisseur et de la porosite. Le mecanisme de formation des couches est propose sur la base des etudes electrochimiques et gazometriques. Il comporte 2 etapes: la dissolution du film passif de l'acier, puis la croissance de la couche debutant par une breve phase acceleree et se poursuivant par une phase stationnaire. Les molecules d'alcool propargylique du bain de traitement inhibent la dissolution de l'acier et les autres especes (acide sulfurique, thiosulfate) concourent a la formation de la couche

Un procédé de création de surfaces poreuses sur deux aciers inoxydables respectivement austénitique et ferritique a été étudié. Ce procédé est en deux étapes. Une couche d’oxyde, dont l’épaisseur et la composition sont contrôlées, est d’abord générée par de la vapeur d’eau à 1100 °C. Puis cette couche est ensuite réduite par du dihydrogène à haute température. Ces travaux ont pour objectifs de mieux comprendre les mécanismes de formation des pores ainsi que l’influence des divers paramètres de réaction, tant pour l’oxydation que pour la réduction.Une caractérisation complète des couches d’oxydes a été d’abord réalisée. Le principal paramètre influent est la structure de l’alliage, austénitique ou ferritique. Par la suite, les surfaces poreuses ont été étudiées afin d’établir, étape par étape, les mécanismes mis en jeu.Il a été établi que la non-stœchiométrie des oxydes de fer préalablement formés sur l’acier austénitique est à l’origine de la formation des pores sur la surface de cet acier.Un nouveau type de porosité a pu être obtenu par la formation préalable de couches d’oxydes riches en chrome formées sur l’acier ferritique. Les morphologies ainsi que les mécanismes sont ici totalement différents. Un processus de formation des pores spécifique a été proposé
A process for pore creation on the surface of two stainless steels, respectively austenitic and ferritic, has been investigated. That process follows two steps. An oxide scale with controlled thickness and composition is firstly generated by water vapour exposition at 1100 °C. That layer is subsequently reduced at high temperature by dihydrogen. The present work aims to better understand the mechanisms of pore formation and the influence of various reaction parameters on both oxidation and reduction course.A comprehensive characterisation of the oxide layers has been first performed. The main parameter is the alloy structure, austenitic or ferritic. The porous surfaces have been thereafter studied to establish step by step the formation mechanisms involved.It was demonstrated that the non-stoichiometry of iron oxides formerly developed on the austenitic steel is behind the pore growth mechanism on that steel.A new kind of porosity could be obtained through the preliminary building of chromium-rich oxide scales on the ferritic steel. The morphologies are in that case completely different as well as the pore formation mechanism. A specific process for the pore growth has been proposed

L'acier inoxydable est utilisé dans de nombreuses applications biomédicales. Au contact d'un environnement biologique, des protéines s'adsorbent à la surface des aciers inoxydables. La maîtrise de la biocompatibilité nécessite la connaissance à l'échelle moléculaire de l'interaction biomolécule- surface. Nous développons une approche " bottom up " de cette interaction déclinée selon 3 axes : Complexification de la surface : Les films passifs en surface des aciers inoxydables sont composés à la fois d'oxydes de chrome et de fer et la surface α-Cr2O3 (0001) représente un modèle pertinent de ce film passif. Nous avons tout d'abord étudié l'adsorption des acides aminés (AA) sur une surface de Cr2O3 anhydre. Les acides aminés acides et basiques interagissent le plus fortement avec Cr2O3. Nous avons mis en évidence une différence de réactivité entre Cr2O3, Fe2O3 et un film de Cr2O3 enrichi en Fer en extrême surface, imputable à la structure électronique des cations Cr3+ et Fe3+. Activité de l'eau : Elle a été prise en compte en modélisant une surface hydroxylée et en extrapolant à l'interface solide liquide. L'étude de l'adsorption des AA sur une surface hydroxylée (en sphère externe) et en substitution de groupements -OH de surface a montré que seuls les acides aminés acides (Glu, Asp) peuvent s'adsorber en sphère interne. La formation de couches auto-assemblées de sphère externe est favorisée pour les acides aminés hydrophobes. Taille de la biomolécule : Dans cet optique nous avons développé une nouvelle méthodologie pour l'étude de l'adsorption de peptides sur des surfaces bien définies. Cette méthodologie est appliquée à l'exemple de l'adsorption du dipeptide de l'acide glutamique Glu2 sur Cr2O3. Une adsorption par multi-ancrage des résidus, de type sphère interne, est calculée.

En raison de ses propriétés mécaniques adéquates, de sa facilité de mise en forme et de son historique dans le domaine des dispositifs médicaux, l’acier inoxydable est présentement un des matériaux privilégiés pour la fabrication des tuteurs vasculaires métalliques. Toutefois, une certaine polémique subsiste quant à l’utilisation de ce matériau. En effet, lorsqu’il est implanté à l’intérieur du corps humain, qui est considéré comme un environnement biologique agressif, il est sujet, entre autres, à la corrosion par piqûres, entraînant alors le relargage d’ions cancérigènes et la dégradation de ses propriétés mécaniques. Afin d’améliorer les performances à long terme des tuteurs vasculaires, un protocole de modification de la surface d’acier inoxydable par déposition plasma fut élaboré précédemment. Deux étapes successives ont alors été appliquées à la surface d’acier inoxydable : tout d’abord un prétraitement de la surface permettant de la nettoyer et de la polir et ensuite une déposition par plasma d’une couche mince de simili-téflon. Au cours de ce projet de maîtrise, des protocoles expérimentaux ont été conçus et validés et des essais ont été réalisés afin de vérifier la stabilité et l’efficacité de la couche de simili-téflon sur le substrat d’acier inoxydable. Dans un premier temps, des essais effectués dans des bains statiques visant à vérifier la stabilité de la couche ont été réalisés. Les couches de simili-téflon avant et après vieillissement ont alors été comparées à l’aide de différentes techniques d’analyse de surface. Par la suite, l’efficacité de la couche de simili-téflon à protéger la surface d’acier inoxydable contre la corrosion a été vérifiée grâce à des essais de corrosion accélérés; c’est-à-dire des essais de polarisation. Différentes conditions de la surface d’acier inoxydable ont alors été comparées : l’acier inoxydable tel que reçu, prétraité et finalement prétraité avec déposition de la couche de simili-téflon. Dans ces trois cas, l’échantillon était soit non-déformé ou déformé à 25%, ce qui représente la déformation maximale du tuteur lors de son déploiement. Les expériences ont permis de démontrer que la couche de simili-téflon telle qu’étudiée, bien qu’instable, retardait le phénomène de corrosion de la couche d’acier inoxydable. D’autre part, un protocole approprié permettant de tester la stabilité et l’efficacité de ce type de couche a pu être développé lors de ce projet de maîtrise et ce dernier pourra servir à tester des couches réalisées avec différentes conditions de déposition.
Metallic stents are mainly made of 316L stainless steel. Even though this material possesses the required mechanical properties needed in a stent, its long-term safety is still controversial. Indeed, in the aggressive biological environment, this material is prone to localized corrosion attack and possible corrosion products include elements classified as carcinogenic. To improve the long-term safety of the 316L stainless steel stents, a multi-step process was previously developed in our laboratory to isolate the stainless steel surface from the body fluid by depositing an ultra-thin plasma-polymerized fluorocarbon coating. To ensure the safety and effectiveness of the ultra-thin film, a series of tests was performed. In this context, the aim of this project is to develop and realize tests allowing the evaluation of both the stability and the efficiency of the coating. Firstly, to evaluate the stability, static immersion tests were performed in different solutions. Aged and non-aged surfaces were then characterized and compared by using different surface analyses methods. Secondly, the effectiveness of the ultra-thin film against general and localized corrosion was verified using accelerated corrosion tests; i.e. cyclic polarization tests and Tafel plot corrosion measurements. In this case, different surface conditions were tested and the results were compared to see if the coating was efficient on flat substrate and under a plastic deformation, to which it will be submitted when put in the human body. Even though part of this study has shown that the ultra-thin film was unstable in an aqueous environment, another part has shown that combined pre-treatment and ultra-thin film increased the corrosion resistance of stainless steel. Furthermore, an appropriate protocol to evaluate those properties has been developed and will be most useful to evaluate future coatings deposited under different conditions.
Inscrite au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

La contamination des matériaux par les bactéries est un processus naturel et spontané pouvant être à l’origine de graves infections. Actuellement, les techniques de lutte contre la biocontamination font appel à l’utilisation de matériaux biocides. Ces méthodes sont cependant sujettes à controverse puisqu’il a été mis en évidence qu’elles pouvaient être toxiques, que leur efficacité pouvait diminuer dans le temps et surtout qu’elles pouvaient participer à rendre les bactéries de plus en plus résistantes. La formation d’un biofilm impliquant l’adhésion des bactéries sur les surfaces, de nouvelles stratégies ont été développées par la conception de surfaces limitant leurs interactions avec les bactéries, telles que les surfaces anti-adhésives superhydrophobes. En effet, dans ce cas, l’adhésion est réduite par la présence d’une couche d’air entre les bactéries et la surface. Dans ce projet, deux matériaux ont été rendus superhydrophobes : un acier inoxydable 316 par électrodéposition de polymères hydrocarbonés ou fluorés dérivés du poly(3,4- éthylènedioxythiophène), et un PET par des traitements plasma successifs d’oxygène, de polypyrrole et de CF4. Le contrôle des paramètres expérimentaux ont permis d’obtenir des surfaces d’hydrophobie et de morphologie variables de façon à pouvoir étudier l’influence de ces propriétés physico-chimiques sur la bioadhésion et la formation de biofilm de trois souches bactériennes : P. aeruginosa, L. monocytogenes et S. aureus. Il a ainsi été mis en évidence, dans les conditions testées, l’importance de la présence de fonctions fluorées associée à une structuration contrôlée pour diminuer la biocontamination de surfaces
Bacterial surface contamination is a natural and spontaneous process involved in serious infections. Currently, biocidal materials are used to avoid the biocontamination. However, these methods are not sufficient because of their toxicity, their loss of efficiency over time and mainly because they can make the bacteria more resistant.The biofilm formation involving the bacterial adhesion on surfaces, new strategies have been developed with the conception of surfaces reducing their interactions with bacteria, such as superhydrophobic surfaces. In fact, bacterial adhesion could be reduced by the presence of an air layer between superhydrophobic surface and bacteria. In this project, two substrates have been made superhydrophobic: 316 stainless steel by electrodeposition of hydrocarbon or fluorocarbon polymers, derived from poly(3,4- ethylenedioxythiophene), and PET by successive plasma treatments of oxygen, polypyrrole and CF4. The control of experimental parameters led to different water repellency and surface morphologies, and allows the study of the effect of these physico-chemical properties on the bioadhesion and the biofilm formation with three bacteria: P. aeruginosa, L. monocytogenes and S. aureus. Thus, it has been shown the important role of fluorinated chains and controlled surface structures to reduce the surface biocontamination

Prédire la durée de vie des alliages métalliques nécessite de comprendre les rôles des paramètres mécaniques, physiques et chimiques dans l’amorçage et la propagation des piqûres. L’objectif de ce travail est de développer de nouvelles méthodes d’analyse en mécanique aux échelles microscopiques pour cartographier les gradients de déformation et les propriétés mécaniques à la surface des alliages métalliques, en prenant en compte leur microstructure complexe. Ces méthodes seront appliquées à l’étude des processus d’oxydation et de piqûration et des critères mécano-électrochimique seront proposés. Dans un premier temps, les gradients de déformation liés à l’application d’un chargement mécanique dans le domaine plastique sont cartographiés aux échelles microscopiques à l’aide des micro-jauges métalliques. Les relations entre la microstructure, les déformations plastiques et les mécanismes de piqûration sont ensuite étudiées. Dans un deuxième temps, l’influence de la microstructure sur les mécanismes d’oxydation des aciers inoxydables duplex a été quantifiée à l’échelle microscopique. Des réseaux de plots non métalliques ont été utilisés pour cartographier les déformations à l’interface entre le substrat et le film d’oxydes sur des éprouvettes oxydées thermiquement. La technique de spectroscopie Auger locale a été utilisée pour quantifier les épaisseurs et les compositions des films d’oxydes. Afin d’identifier les lois de comportement des alliages métalliques à l’échelle des grains, des tests de nano-indentation avec plusieurs géométries d’indenteurs ont été effectués et analysés selon des modèles issus de la littérature. En couplant la nano-indentation à la diffraction des rayons X et à la simulation numérique par éléments finis du test de nano-indentation, nous avons adapté les modèles existants pour déterminer les propriétés élasto-plastiques du matériau. Un premier modèle numérique par éléments finis prédictif a alors été développé
To predict the service time of metallic alloys, a multi-disciplinary approach is essential. The roles of mechanical, physical and chemical parameters on pit initiation will be studied. The aim of this present work is to develop new mechanical methodologies at the microscopic scale to quantify the strain gradients and the mechanical properties of the alloy surfaces. These specific methodologies will be applied to the study of the influence of the microstructure and the mechanics in the oxidation and pit initiation process. First, strain gradients induced by a mechanical solicitation will be quantified at the microscopic scale using the grating method (with metallic dots of 70 nm in diameter). A study on the influence of the heterogeneous strain fields and microstructure on pit initiation is proposed. Second, the influence of microstructure and strain mapping on the oxidation process of duplex stainless steel at the microscopic scale was studied. Grating method with non-metallic dots was used to map the heterogeneous strain field at the interface between the substrate and the thermal-oxide film. Local Auger spectroscopy was used to determine the thickness and the compositions of oxide films. At last, nano-indentation tests have been done to identify the behaviour laws of the duplex stainless steel at the grain scale. Many tests have been done with different indenter geometries in order to apply the analytical models available in the literature. The elasto-plastic parameters have been determined coupling the nano-indentation test with X-ray diffraction and finite element simulation of the nano-indentation test. Then, the grain rheologies founded have been inserted in a predictive finite element model of the duplex stainless steel behavior