Éditeur(s) : Montpellier 1
Résumé : Understanding bioaccumulation mechanisms of persistent organic pollutants (POPs) is a major issue for environmental risk assessment. In this work, polychlorinated biphenyls (PCBs), a model contaminant family, has been studied in the European hake (Merluccius merluccius), a high trophic level species from the Gulf of Lions. High concentrations of PCBs were measured in hake from this area compared to those encountered in the population of the Bay of Biscay. PCB biomagnification was highlighted along its food web from marine phytoplankton, suggesting a strong influence of diet on contamination levels. The role of other biological processes was also apprehended in order to understand the high variability of observed levels. Thus, growth, sex, and also the degree of sexual maturity appear as major factors explaining the measured concentrations in fish. A PCB bioaccumulation model in the hake, based on the Dynamic Energy Budget theory (DEB), was developed. This approach is based on a bioenergetic model, reproducing the main physiological functions of an organism (feeding, growth and reproduction), coupled with a kinetic model of contaminants. The growth and evolution of contamination levels of several PCB congeners during the life of male and female hakes is satisfactorily simulated, both in the Gulf of Lions and in the Bay of Biscay, validating the processes taken into account. This combined modelling approach appears well adapted to study the fate of contaminants in fish, and paves the way for a realistic understanding of their effects on major biological functions of fish.
La compréhension des mécanismes de bioaccumulation des contaminants organiques persistants (POP) est un enjeu majeur pour l'évaluation des risques environnementaux. Lors de ce travail, le devenir d'une famille de contaminants modèles, les polychlorobiphényles (PCB), a été étudié chez une espèce de rang trophique élevé du golfe du Lion, le merlu Européen (Merluccius merluccius). Des concentrations élevées en PCB ont été mesurées dans les merlus de ce secteur en comparaison à celles rencontrées dans la population du golfe de Gascogne. La mise en évidence d'une bioamplification des PCB le long de son réseau trophique, depuis le phytoplancton marin, suggère une influence importante de l'alimentation sur les niveaux de contamination. Le rôle d'autres processus biologiques a également été appréhendé afin de comprendre la forte variabilité des niveaux observés. Ainsi, la croissance, le sexe, mais également le degré de maturité sexuel apparaissent comme des facteurs explicatifs majeurs des concentrations en PCB mesurées dans les poissons. Un modèle de bioaccumulation des PCB chez le merlu, basé sur la théorie de Budget d'Energie Dynamique (DEB), a été développé. Il s'agit d'une approche basée sur le couplage d'un modèle bioénergétique, reproduisant les principales fonctions physiologiques de l'organisme (nutrition, croissance et reproduction), avec un modèle de cinétique des contaminants. La croissance et l'évolution des niveaux de contamination de plusieurs congénères de PCB au cours de la vie des merlus mâles et femelles est simulée de manière satisfaisante, tant dans le golfe de Gascogne que dans le golfe du Lion, validant ainsi les processus pris en compte. Cette approche combinée de modélisation apparaît tout à fait adaptée à l'étude du devenir des contaminants chez les poissons, et ouvre la voie à une compréhension réaliste de leurs effets sur les grandes fonctions biologiques de ces organismes.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2008/these-6490.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6490/

Résumé : Le fluide chaud produit par les forages de la centrale géothermique de Bouillante (Guadeloupe) est enrichi en espèces dissoutes telles que la silice qui peuvent précipiter sous forme de dépôts solides lors de son refroidissement et gêner fortement la production électrique. L’un des principaux objectifs de ce travail de thèse a donc été d’améliorer l’état des connaissances sur les conditions physiques, chimiques et cinétiques de la précipitation de la silice amorphe à Bouillante. Après une étude des caractéristiques physico-chimiques des fluides et des dépôts associés au champ de Bouillante, des expériences sur la cinétique de précipitation de la silice, sur site, pour une large gamme de température (25 - 90°C) et de pH (4 - 12) ont été menées et analysées en détail.Pour l’ensemble de ces expériences, seule la polymérisation (réversible) de la silice dissoute, sous forme de suspensions colloïdales très stables en solution, a été observée. La modélisation des données expérimentales de cinétique montre que la vitesse de polymérisation de la silice suit une loi d’ordre 2 vis-à-vis de la silice dissoute jusqu’à l’équilibre en accord avec une dimérisation de la silice. Par contre, durant l’étape initiale de la réaction, une loi d’ordre 4 semble mieux adaptée, suggérant des réactions de polymérisation plus complexes avec formation de tétramères. La température a un effet limité sur la cinétique de polymérisation de la silice comparé à l’effet du pH qui est beaucoup plus important. L’énergie d’activation de la réaction globale est de 41 - 54 kJ pour des pH compris entre 5 et 8.La caractérisation de la silice précipitée a mis en évidence des différences notables entre la structure poreuse de la silice solide prélevée sur les installations de surface et celle de la silice colloïdale obtenue par polymérisation lors des expériences de cinétique, ce qui semble indiquer que des mécanismes différents interviennent dans ces deux contextes de précipitation de la silice dissoute.Le deuxième objectif de cette thèse était d’évaluer la possibilité de valoriser la silice extraite de l’eau géothermale de Bouillante dans un procédé de traitement des eaux naturelles par adsorption. Pour cela, les propriétés d’adsorption de la silice géothermale brute et fonctionnalisée par le poly(ethylèneimine) (ou PEI) ont été étudiées pour deux polluants : un colorant, le bleu de méthylène et un métal lourd, le plomb. Les résultats obtenus montrent que la silice brute possède une grande capacité d’adsorption vis-à-vis du bleu de méthylène. En outre, la fonctionnalisation de la silice par le PEI permet d’améliorer sa capacité d’adsorption vis-à-vis du plomb en solution, en accord avec un modèle cinétique du pseudo-second ordre suggérant une chimisorption. Le modèle d’isotherme de Redlich-Peterson est également en très bon accord avec les données expérimentales.
The hot geothermal fluid produced by the geothermal power plant of Bouillante (Guadeloupe) contains various dissolved components such as silica that can precipitate as solid deposits during their cooling and cause serious problems on the electricity generation. One of the aim of this study is to improve the understanding on the physical, chemical and kinetics conditions of the amorphous silica precipitation in the Bouillante geothermal field. After a study on the physical and chemical characteristics of the Bouillante fluids and deposits which can form during their exploitation, experiments on the kinetics of silica precipitation, on site, under a large range of temperature (25 – 90°C) and pH (4 – 12) have been carried out and analyzed in detail.During on site kinetics experimentations only dissolved silica polymerization (reversible) as colloidal gel, very stable in solution, was observed. Modeling of the experimental data showed that the kinetics polymerization is characterized by a 2-order kinetic law relative to dissolved silica until the equilibrium that is consistent with silica dimerization. On the other side, the initial stage of the reaction is better characterized by a 4-order kinetic law that suggested more complex polymerization reactions with tetramers formation.Temperature has a little effect on the polymerization kinetics compared with the pH which has an effect more important. The activation energy of silica precipitation calculated between 25 and 90°C, is about 41 - 54 kJ for pH ranging to 5 - 8.The characterization of the silica precipitate reveals significant differences in the porous structure of the silica collected on the surface installations and the one obtained from kinetic experiments that suggests different precipitation mechanisms. The second objective of this thesis was to evaluate the possibility to promote geothermal silica for the treatment of natural waters containing contaminants by adsorption. Adsorption properties of the untreated and functionalized by poly(ethylèneimine) (ou PEI) geothermal silica have been investigated for two pollutants: a colorant, the methylene blue and a heavy metal, the lead.Results showed that untreated silica has a great adsorption capacity concerning the methylene blue. Besides, silica functionalization by the PEI allows improving the adsorption capacity for lead in solution. The adsorption kinetics curves followed a pseudo-second order model consistent with a chimisorption. The isotherm model of Redlich-Peterson fitted well the experimental data.

http://www.theses.fr/2014AGUY0698/document

Éditeur(s) : HAL CCSD INRA/EDP Sciences
Résumé : Deux espèces de la forêt de basse altitude d'Amérique tropicale (Antilles), Tabebebuia heterophylla (poirier-pays) et Hymenaea courbaril (courbaril), se révèlent intéressantes pour le reboisement des régions les moins arrosées. Le comportement de ces espèces vis-à-vis de la sécheresse est étudié grâce à un traitement sous forme d'arrosage différencié appliqué à des jeunes plants âgés de 1 an, en pépinière. L'évolution de l'état hydrique des plants est suivie au cours de 6 mois d'expérience à l'aide de la bombe à pression. Les valeurs caractéristiques du potentiel hydrique, du potentiel de base (Pb) et du potentiel minimum (Pm), sont étudiées. La cinétique journalière du potentiel de base indique que le poirier-pays se comporte comme une espèce plus économe de son eau que le courbaril. Toutefois, le meilleur enracinement du poirier-pays provoque un rapide dessèchement du sol. Ceci se traduit par une chute plus précoce du potentiel de base de cette espèce dans les lots moins arrosés (arrosage 1 fois par semaine). Durant la phase de dessèchement, l'évolution de la différence Pm-Pb indique une fermeture stomatique maximale pour un potentiel de base plus élevé pour le poirier-pays (-25 bars) que pour le courbaril (-32 bars). Les résultats obtenus dans les mesures d'élongation des axes montrent que l'arrêt de croissance pour les deux espèces se produit pour des valeurs élevées de Pb voisines de - 6 bars pour le poirier-pays et - 7 bars pour le courbaril. Dans les deux cas, seule la fréquence de 1 arrosage hebdomadaire réduit de façon notable la formation de matière sèche et la croissance chez les plants.
ISSN: 0003-4312

hal-01032356
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032356

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Geological storage of CO2 is one of diverse technologies being explored to reduce atmospheric carbon fromindustrial processes (i.e. fossil fuel combustion). One of the specific features of CO2 injection is the possibility ofgeochemical reactions (dissolution – precipitation) between mobile reactive brine (e.g. formation water enrichedin CO2) and the host rock during the spatial and temporal evolution of CO2. That leads to modifications in thepore structure, which in turn change the flow dynamics of the reservoir (e.g. the permeability k). Then, thesesstructural modifications can largely control the injectivity, so that the pressure field in the reservoir and also theCO2 propagation. Accordingly, it is crucial to explore the changes in the reservoir properties (e.g. structural andhydrodynamic) induced during a CO2 injection and specially the relationships between them (e.g. k or reactivesurface-Sr versus porosity-φ , k versus rock heterogeneity), for developing predictive modelling tools of thetransport and reaction processes occurring during a CO2 injection and reliable risk assessment. In the case ofcarbonate rocks, the application of the predictive models of transport and reaction is still challenging, because oftheir high heterogeneity so that the incertitude in the reaction kinetics of carbonate minerals.From this perspective, we realized brine-enriched in CO2 percolation experiments through carbonate rocksamples in thermodynamic conditions expected during CO2 injection in deep reservoirs (T = 100°C et P =12MPa). The permeability changes k(t) is monitored during the experiments and the porosity variationφ (t) iscalculated from chemical analyses of the sampled outlet fluids, using ICP-EAS. The pore structure modificationsare investigated from high resolution X ray micro tomography images acquired from the synchrotron ofGrenoble (ESRF). Depending to the dissolution regime, controlled by the reservoir rock fabric and the chemicalcomposition of the brine (e.g. PCO2), we observed that a modification of pore structure can either improve(atypical result in dissolution context) or impair the value of the permeability k.
Le stockage géologique du CO2 est l’une des diverses technologies étant explorées afin deréduire les émissions de carbone atmosphérique des processus industriels (i.e. combustion del’énergie fossile). L’une des spécifiques caractéristiques de l’injection du CO2 en profondeurreste la possibilité de réactions géochimiques (dissolution-précipitation) entre la saumureréactive mobile (e.g. eau de formation enrichie en CO2) et la roche encaissante durantl’évolution spatiale et temporelle du CO2, conduisant à des modifications dans la structure despores et par conséquent dans les propriétés d’écoulement du réservoir (e.g. la perméabilité k).Donc, ces changements structuraux peuvent largement contrôler l’injectivité, ainsi que lechamp de pression dans le réservoir et aussi la propagation du CO2. Il demeure ainsi cruciald’explorer les changement dans les propriétés de réservoirs (e.g. structurales ethydrodynamiques) induits durant une injection de CO2 et explicitement les relations existantesentre eux (e.g. k ou surface réactive-Sr versus porosité-φ , k versus hétérogénéité de la roche),afin de développer des outils de modélisation prédictive des processus de transport etréactionnels se produisant durant une injection de CO2 et d’évaluer de façon fiable les risques.Dans le cas des réservoirs carbonatés, l’application des modèles prédictifs de transport réactifdemeure toujours un enjeu, car contrainte par la forte hétérogénéité en leur sein ainsi que parl’incertitude dans la cinétique de réactions des minéraux carbonatés dans ce contexte. Danscette optique, nous avons réalisé des expériences de percolation à travers des échantillons deroches carbonatées dans les conditions thermodynamiques de stockage en profondeur (T =100°C et P =12 MPa). L’évolution de la perméabilité k(t) est suivie au cours desexpériences ; et la variation de la porosité φ (t) est calculée à partir des résultats d’analyseschimiques au ICP-AES des fluides de sortie échantillonnés. L’investigation des modificationsapportées à la structure des pores est réalisée par le biais de la Micro-Tomographie hauterésolution à rayon X, acquise au synchrotron de Grenoble (e.g. ESRF).Dépendant du régime de dissolution, contrôlé par la fabrique de la roche réservoir et lacomposition chimique de la saumuré chargée en CO2 (e.g. PCO2 engagée), on a observéqu’une modification de la structure de la roche peut soit améliorer soit détériorer (résultatatypique en contexte de dissolution) la valeur de la perméabilité k.
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01142136

tel-01142136
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01142136
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01142136/document
https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01142136/file/thesemangane2013.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The ecological success of cnidarian-dinoflagellate symbiosis mainly relies on nutrient recycling. Environmental changes, such as global warming or pollution, often result to symbiosis breakdown, also called cnidarian bleaching. The understanding of mechanisms regulating the symbiosis establishment, maintenance and breakdown is essential to prevent massive bleaching phenomena. In this respect, my PhD project focused on the characterization of chemical mediators expressed in the sea anemone Anemonia viridis, their localization and their modulation by stress conditions. A comparative study was first conducted to characterize the chemical mediators and analyze their distribution within the symbiotic sea anemone. We described a great abundance and diversity of lipids in A. viridis tissues. From these results, we proposed possible transfers of FAs between the symbiotic partners. A thermal stress and a chemical stress have also been applied in laboratory-controlled conditions in order to induce symbiosis breakdown and bleaching of the sea anemones, in order to correlate A. viridis metabolome to its symbiotic status. A mapping of these metabolites has been performed by MALDI-MSI of tentacle cross-sections, as well as their evolution following stress. Some betaine lipids have thus been proposed as short-term indicators of stress. A. viridis stress response has also been evaluated with a lipidomic approach, and allowed to identify 3 lipid indicators of early stress response based on membrane fluidity markers. Overall, this study provides insight on key chemical mediators that may regulate the symbiosis maintenance, and may contribute to the symbiosis breakdown.
Le succès évolutif des Cnidaires symbiotiques réside en grande partie dans leurs échanges trophiques établis avec les Dinoflagellés du genre Symbiodinium. Cependant, le réchauffement climatique global ainsi que les pollutions ont un impact fort sur les écosystèmes coralliens, notamment en conduisant à la rupture de la symbiose, phénomène appelé blanchissement. La compréhension des mécanismes qui régissent l’établissement, le maintien et la rupture de la symbiose est essentielle à la prévention des épisodes de blanchissement massif. Dans ce contexte, les objectifs de mon projet de thèse sont de caractériser les médiateurs chimiques de l’anémone de mer Anemonia viridis, de les localiser, et d’analyser leur réponse face à un stress. Parmi les composés caractérisés, les lipides et les bétaïnes sont les plus abondants et présentent une grande diversité. Certains sont transférés des symbiotes vers l’hôte. Des anémones de mer ont ensuite été traitées en laboratoire afin de provoquer la rupture de la symbiose et le blanchissement des individus. Une étude cinétique a été menée par une approche globale comparative identique à celle réalisée sur l’anémone symbiotique. Par ailleurs, une cartographie de l’évolution de composés clé a été réalisée par MALDI-MSI. La réponse au stress a été évaluée et a permis d’identifier des lipides de bétaïne et trois indicateurs lipidiques comme marqueurs de réponse précoce au stress. L’ensemble de ces résultats apporte de nouveaux éléments de réponse concernant le rôle des médiateurs chimiques clés dans le maintien de la symbiose, ainsi que leur influence sur sa rupture.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01310668

NNT : 2015NICE4108
tel-01310668
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01310668
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01310668/file/2015NICE4108.pdf

Résumé : Nos travaux ont permis d'étudier l'effet combiné de la maturation, du mûrissement et des périodes climatiques, sur le profil des composés bioactifs de la banane Musa Cavendish, issus des French West Indies (FWI). La teneur en polyphénols des bananes 400 Degrés Jour (dj) est restée inchangée, tandis que les bananes 600 et 900 dj ont présenté une augmentation significative de leurs teneurs en polyphénols pendant la maturation (pThe combined influence of maturation, ripening and climate periods on French West Indies (FWI) bananas, Musa Cavendish, bioactive compounds profile was studied. The polyphenol content of the 400 dd bananas remained unchanged, while the 600 and 900 dd bananas exhibited a significant polyphenol increase during ripening (p
http://www.theses.fr/2012AGUY0533

Résumé : L’HTLV-1 est l’agent étiologique de la TSP/HAM et de l’ATL. La TSP/HAM est une méningomyélite chronique d’évolution lente et progressive. La charge provirale HTLV-1 est corrélée à l’évolutivité de la maladie. La protéine virale Tax module la synthèse et la fonction de multiples protéines de la prolifération et de la survie des lymphocytes T infectés. L’expression virale n’est pas toujours détectable in vivo. Une modulation épigénétique par inhibiteurs d’HDAC a été proposée. Des travaux dans le modèle du BLV et in vitro dans l’infection à HTLV-1 ont conforté ce concept et conduit à un essai thérapeutique évaluant le VPA dans le traitement de la TSP/HAM, qui n’a pas montré d’impact sur la charge provirale. Nous nous sommes intéressés à l’effet du VPA sur les lymphocytes T CD4+ en culture, cibles du virus HTLV-1. L’expression du génome viral, surtout la balance entre les protéines Tax et HBZ a été étudiée avec ou sans VPA. Son expression serait corrélée à la charge provirale et à l’évolution de la TSP/HAM. Nous montrons qu’un tiers des cellules CD4+ infectées expriment Tax. Cette proportion augmente sous VPA. La détection de la protéine p19 est augmentée sous VPA. La stimulation par le VPA de la transcription sens du génome viral a été confirmée par quantification des messagers Tax et Gag alors que l’expression d’HBZ se trouve réprimée sous VPA. Les données cinétiques d’expression spontanée d’HBZ montrent l’existence d’un rétrocontrôle négatif exercé par HBZ sur l’expression de Tax et des gènes structuraux. Influer sur l’expression d’HBZ ouvre une voie nouvelle pour le traitement des maladies associées à HTLV-1.
HTLV-1 is the etiological agent of HAM/TSP and ATL. TSP/HAM is a chronic meningomyelitis with a course being slow and progressive. HTLV-1 proviral load correlates with disease progression. Tax protein modulates the synthesis and function of proteins involved in the regulation of infected T-lymphocytes proliferation and survival. Viral expression is not always detectable in vivo. An epigenetic modulation by the use of HDAC inhibitors has been proposed. A study in the BLV model and an in vitro study in a HTLV-1 infection have lead to a therapeutic assay in order to assess VPA in the treatment of HAM/TSP. This assay did not show any impact on the proviral load. We evaluated the impact of VPA treatment on viral genome expression in cultured lymphocytes, especially the balance between Tax and HBZ. A third of provirus-positive CD4+ T cells spontaneously became Tax-positive. The estimation rose up to two-thirds of Tax-positive infected cells when VPA was added. VPA enhanced Gag p19 protein release. VPA treatment enhanced and prolonged Tax mRNA expression, while it blocked HBZ expression. Our data are consistent with the hypothesis of a feed-back loop coordinating Tax and HBZ expression. Modulation of HBZ expression may impact the net outcome of VPA treatment on HTLV-1-infected cell proliferation and survival.

http://www.theses.fr/2011AGUY0403