Science & Mathematics

Magmatic iron meteorites are thought to originate from the cores of differentiated planetary embryos, but it is unclear wherethey formed in the circumstellar disk. Oxygen fugacity (fO2) is thought to have varied radially across the disk, affecting planetaryaccretion and core formation. Metal–silicate equilibration experiments show that the chromium concentration in metallicmelt increases with decreasing fO2. Chromium can therefore be used to reconstruct fO2 during metal segregation. Here, wereport mass-dependent fractionation of stable chromium isotopes measured for several groups of magmatic iron meteorites.We find that chromium concentrations are variable and most samples are isotopically heavy compared with the bulk silicateEarth and chondrites. Although it is evident that the chromium isotopes were systematically affected by fractional crystallization,we use the mass-dependent fractionation behaviour to derive initial chromium concentrations for the planetary embryocores. We find that the cores were diverse in fO2 and demonstrate that core formation in some planetary embryos occurredunder relatively oxidizing conditions (fO2 relative to iron–wüstite (IW) buffer (Δ IW) = − 0.95 ± 0.15). It is difficult to reconcilethis with the view that iron meteorite parent bodies formed closer to Earth and subsequently migrated outwards. Instead,we suggest that these parent bodies formed at greater distances, beyond Mars.

Les cellules souches induites à la pluripotence (iPSc) apparaissent comme une solution très intéressante pour créer et observer le comportement de cellules spécifiques et inaccessibles d'un patient. Notre équipe travaille sur les pathologies génétiques des nerfs périphériques et en particulier la maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT). Un de nos objectifs est le développement de modèles de motoneurones de patients utilisant la stratégie des iPSc afin de mieux comprendre la physiopathologie des neuropathies liées au gène GDAP1. Ce gène a été décrit en 1998 pour être responsable d'une forme axonale de CMT ; il code une protéine de la membrane externe mitochondriale dont la fonction précise reste encore méconnue. Des fibroblastes dermiques (FD) ont été obtenus après une biopsie de peau d'une personne saine (témoin) et d'un patient homozygote porteur de la mutation non-sens p.Gln163* dans le gène GDAP1. Par la suite, les FDs ont été reprogrammés en cellules iPSc en utilisant le cocktail de Yamanaka (plasmides non intégratifs composés d’Oct4, Sox2, Klf4 et l-Myc). Après amplification, tous les contrôles ont été effectués pour conclure que nos iPSc avaient les mêmes propriétés et les mêmes capacités que les cellules souches embryonnaires ainsi qu’un caryotype normal. Enfin, nous avons optimisé le protocole de différenciation avec succès de manière à obtenir à partir des iPSc des rosettes (structures pleines de progéniteurs neuronaux), puis des neurones et finalement des motoneurones pour le contrôle et le patient. Les premières différences entre le contrôle et le patient ont été observées lors de l’obtention de rosettes. Les cellules du patient présentaient de nombreuses gouttelettes lipidiques et la proportion de rosettes obtenue était plus faible. Une fois les motoneurones obtenus, des tests de microscopie confocale et électroniques ont montré des différences du réseau mitochondrial entre le témoin et le patient, ainsi qu’une morphologie des mitochondries se rapprochant de celle observée lors de biopsie de nerf de patient (rondes / accumulées). De manière à réduire la durée de différenciation, une méthode de tri cellulaire a été utilisée la SdFFF. Cette méthode nous a permis de trier différents progéniteurs (neuraux / endothéliaux). La génération de motoneurones à partir de fibroblastes dermiques de patient atteint de CMT axonale via les iPSc était une première étape cruciale pour mieux comprendre le rôle de GDAP1 dans cette pathologie. Ce modèle cellulaire de CMT4A est un premier pas pour réaliser des tests précliniques de médicaments afin d'identifier de futurs candidats pharmacologiques.

MOTIVATION: The use of oligonucleotide microarray technology requires a very detailed attention to the design of specific probes spotted on the solid phase. These problems are far from being commonplace since they refer to complex physicochemical constraints. Whereas there are more and more publicly available programs for microarray oligonucleotide design, most of them use the same algorithm or criteria to design oligos, with only little variation. RESULTS: We show that classical approaches used in oligo design software may be inefficient under certain experimental conditions, especially when dealing with complex target mixtures. Indeed, our biological model is a human obligate parasite, the microsporidia Encephalitozoon cuniculi. Targets that are extracted from biological samples are composed of a mixture of pathogen transcripts and host cell transcripts. We propose a new approach to design oligonucleotides which combines good specificity with a potentially high sensitivity. This approach is original in the biological point of view as well as in the algorithmic point of view. We also present an experimental validation of this new strategy by comparing results obtained with standard oligos and with our composite oligos. A specific E.cuniculi microarray will overcome the difficulty to discriminate the parasite mRNAs from the host cell mRNAs demonstrating the power of the microarray approach to elucidate the lifestyle of an intracellular pathogen using mix mRNAs.

This paper considers the problem of continuous-time model identification with arbitrary time-delay from irregularly sampled data. The proposed method estimates the plant and the time-delay in a separable way, when estimating one of them, the other is assumed to be fixed. More precisely, the plant is estimated by the iterative instrumental variable SRIVC method while the time-delay is estimated by the Gauss-Newton method. Because of the nonlinear relationship between the loss function and the time-delay, a low-pass filter is employed to extend the global convergence region for the time-delay estimation. Numerical examples are presented to illustrate the properties of the proposed method.

En France, environ une femme sur dix est atteinte d’endométriose, une pathologie dont le diagnostic est souvent tardif. Le délai moyen entre l’apparition des premiers symptômes et le diagnostic est estimé entre sept et dix ans. Cette thèse présente le parcours de soins des patientes avant et après le diagnostic de l’endométriose, ainsi que les conséquences du retard diagnostique sur leur santé physique et mentale. La stratégie nationale de lutte contre l’endométriose accorde une place centrale à la recherche et à l’innovation, afin de favoriser l’amélioration des connaissances sur la maladie. Cette thèse explore le potentiel de l’Endotest® , test salivaire innovant, en tant qu’outil de diagnostic plus précoce et spécifique, comparé aux méthodes de diagnostic actuellement utilisées.

Une des spécificités du psychomotricien est de travailler avec son corps. Il utilise son corps comme une médiation physique, mais aussi comme un support au psychisme de son patient. Ce mémoire montre de quelle manière la relation entre le psychomotricien et son patient est thérapeutique. À l’écoute de ses sensations et ressentis, il va pouvoir penser et panser son patient. En addictologie, le contre-transfert sera plutôt archaïque, en lien avec les problématiques soulevées.

Les effets relaxants et stimulants des musiques et des odeurs suscitent un intérêt croissant en psychologie cognitive, tant pour leur potentiel thérapeutique que pour la compréhension des mécanismes sous-jacents à la modulation des états émotionnels et physiologiques. L’aromathérapie et la musicothérapie exploitent depuis longtemps les propriétés apaisantes ou dynamisantes de ces stimuli, avec des bénéfices démontrés sur la gestion du stress, l’amélioration de l’humeur ou la stimulation cognitive. Cependant, la combinaison simultanée de ces deux modalités sensorielles reste peu étudiée, alors même que notre environnement quotidien est intrinsèquement multisensoriel. De plus, la littérature récente met en évidence un paradoxe intermodal : l’association d’une musique relaxante et d’une odeur relaxante ne produit pas toujours un effet potentialisé, et peut parfois annuler les bénéfices attendus. Trois objectifs principaux ont guidé ce travail doctoral. Le premier visait à mieux comprendre les effets relaxants et stimulants des musiques et des odeurs, en conditions unimodales et multimodales, tant sur le plan comportemental que physiologique. Le deuxième objectif était de reproduire et de caractériser l’effet paradoxal intermodal avec des mesures comportementales. Enfin, le troisième objectif consistait à tester l’hypothèse selon laquelle la présentation d’une odeur perturberait l’entraînement de l’activité cérébrale au tempo d’un stimulus auditif, un mécanisme clé de l’induction de la relaxation par la musique. L’étude 1 a mis en avant un effet relaxant des bruits de la nature en récupération après un stress cognitif sur des indices physiologiques, mais aucun effet du mode et du tempo de musiques classiques. Dans l’étude 2, des musiques et des odeurs relaxantes et stimulantes ont été testées en condition unimodale et multimodale sur une tâche de bissection temporelle. Les résultats témoignent d’un effet stimulant de l’odeur de citron, uniquement lorsque les durées à discriminer sont présentées de manière auditive. Considérant que les effets relaxants sont plus difficiles à observer en l’absence d’un stress préalable, l’étude 3 avait pour objectif de reproduire le paradoxe intermodal avec des mesures comportementales dans un protocole de récupération après un stress cognitif. Cette étude n’a pas permis de mettre en évidence un tel paradoxe. Enfin, dans les études 4 et 5, nous avons évalué l’impact d’une odeur sur l’entrainement de l’activité cérébrale à un tempo musical. Les résultats témoignent d’un effet perturbateur d’une odeur relaxante de lavande (étude 4) lors de l’écoute de tempo lent, effet également retrouvé avec une odeur stimulante de citron (étude 5), ce qui suggère un mécanisme attentionnel, non spécifique à la relaxation. Globalement, ces résultats mettent en lumière la complexité des interactions : loin d’être simplement additives, les effets des stimulations olfactives et musicales ne sont pas systématiques et peuvent se moduler, voire s’annuler mutuellement. Les résultats invitent à redéfinir la notion d’éveil et son lien avec la relaxation. Sur le plan appliqué, ces travaux soulignent la nécessité d’une approche nuancée dans la conception d’environnements multisensoriels à visée relaxante ou stimulante. En conclusion, cette thèse contribue à une meilleure compréhension des mécanismes comportementaux et neurophysiologiques impliqués dans les effets relaxants et stimulants des musiques et des odeurs, tout en ouvrant de nouvelles perspectives sur la dynamique des interactions multisensorielles et des pistes prometteuses pouvant expliquer l’annulation de leurs effets en présentation conjointe.

While the potential groundbreaking role of mathematical modeling in electrophysiology has been demonstrated for therapies like cardiac resynchronization or catheter ablation, its extensive use in clinics is prevented by the need of an accurate customized conductivity identification. Data assimilation techniques are, in general, used to identify parameters that cannot be measured directly, especially in patient-specific settings. Yet, they may be computationally demanding. This conflicts with the clinical timelines and volumes of patients to analyze. In this paper, we adopt a model reduction technique, developed by F. Chinesta and his collaborators in the last 15 years, called Proper Generalized Decomposition (PGD), to accelerate the estimation of the cardiac conductivities required in the modeling of the cardiac electrical dynamics. Specifically, we resort to the Monodomain Inverse Conductivity Problem (MICP) deeply investigated in the literature in the last five years. We provide a significant proof of concept that PGD is a breakthrough in solving the MICP within reasonable timelines. As PGD relies on the offline/online paradigm and does not need any preliminary knowledge of the high-fidelity solution, we show that the PGD online phase estimates the conductivities in real-time for both two-dimensional and three-dimensional cases, including a patient-specific ventricle.

The "geomechanical log" research project aims at estimating rock mechanical properties from a set of models, whose input data can be deduced from drilling logs and measurements on core samples (if these are available). The key point is to focus on defining relatively general and easy to handle models. In this paper, we propose various analytical models allowing one to estimate poroelastic and failure properties of limestones and sandstones directly from their porosity and, in the specific case of sandstone poroelastic characteristics, their mineralogical content. The properties obtained are in reasonable agreement with experimental data. The second step of the project will be to actually infer the input data for the models (here porosity and mineral content) from drilling logs and to compare the results obtained to tests on core samples. A geomechanical log could then be automatically created from standard logs and help to optimize drilling. We also intend to test the same approaches on rock plastic properties and shale behavior.

The effects of the Mg content on the microstructure and hydrogen generation kinetics of MgNdNiMg15 composites by hydrolysis reaction in seawater (3.5 wt% NaCl) was investigated. The presence of NdNiMg15 in Mg matrix promotes galvanic corrosion. Thus, a galvanic coupling was observed between the NdNiMg15 phase (cathode) and the Mg phase (anode). An acceleration of the corrosion rate of Mg phase was observed due to this galvanic coupling. Electrochemical tests confirm that pure Mg has a corrosion rate in salt water up to 750 times lower than that of the Mg phase in the MgNdNiMg15 90% composite. The best hydrolysis performance (100% of the theoretical hydrogen generation yield in slightly more than 15 min) observed for MgNdNiMg15 90% composite, was explained by a combined effect of galvanic corrosion, intergranular corrosion and pitting corrosion.

We describe the Symsched methodology and environment for AAA design (Application Architecture Adequation). It allows to evaluate the energy/performance balance for a given embedded system. We translate the different components of the problem (application requirements et architecture provisions) in a system of equations and inequations made of integer variables for the modeling of temporal aspects and boolean variables for the modeling of admissible task mapping and resource states. We then submit this problem to an automatic search engine SMT solver (SAT Modulo Theories). We study the scalability of this methodology and its compromises with models expressiveness. We then study synthetic, realistic and real scheduling problems using this approach.

Depuis plusieurs décennies la production mondiale de plastiques ne cesse d’augmenter, menant à une contamination des écosystèmes aquatiques à l’échelle de la planète qui a été récemment estimée à plus de cinq mille milliards de débris de plastiques flottants à la surface des océans. Les microplastiques (particules de plastique < 5 mm), introduits dans l’environnement aquatique directement en tant que microparticules (granulés plastiques industriels, cosmétiques, fibres textiles) ou lors de la fragmentation de plus gros débris plastiques, représentent une préoccupation scientifique et sociétale grandissante. Ces travaux de thèse se sont focalisés sur la contamination par les microplastiques de la rade de Brest (Bretagne, France), un système côtier macrotidal où l’activité anthropique est importante. Les objectifs de ces travaux sont (1) d’évaluer la contamination des matrices environnementales (eau de surface, sédiment subtidal et biote) par les microplastiques, et (2) d’identifier leur rôle potentiel en tant que vecteurs de contaminants chimiques et de bactéries dans la rade de Brest.Pour cela, des développements analytiques ont été nécessaires afin d’améliorer leur extraction des matrices environnementales ainsi que leur caractérisation morphologique et chimique via la microspectrométrie Raman. Les observations in situ ont montré que l’ensemble de l’écosystème de la rade de Brest est contaminé par les microplastiques, avec des concentrations de 0,24 ± 0,35, et 0,97 ± 2,08 (moyenne ± écart-type). L’eau de surface et le sédiment sont contaminés par le polyéthylène, le polypropylène et le polystyrène. Leur distribution à la surface de l’eau semble être liée à l’urbanisation très présente au nord de la rade, mais également à l’hydrodynamisme de cette région marine. Les premiers résultats concernant les bivalves marins ont montré un niveau relativement faible de contamination par les microplastiques (0,01 ± 0,04 et 0,08 ± 0,34 pour les moules et les coques, respectivement), cependant cela est probablement dû aux choix méthodologiques appliqués ici (exclusion des fibres). Les observations in situ ont montré que certains polluants organiques (HAP, PCB et pesticides) étaient détectés sur les microplastiques flottants à des valeurs (non détecté – 49763 ng.g-1, moyenne ± écart-type) similaires de celles retrouvées dans les sédiments et les bivalves locaux, ce qui suggère un risque faible dans le transfert des contaminants chimiques vers les organismes marins en cas d’ingestion. Enfin, les résultats concernant la colonisation bactérienne des microplastiques flottants ont montré des communautés distinctes de celles retrouvées dans l’eau de mer environnante, et l’identification du genre Vibrio en tant que biomarqueur discriminant de cette matrice. Dans l’ensemble, ces travaux fournissent une première évaluation approfondie de l’état de contamination de la rade de Brest par les microplastiques ainsi que de solides recommandations méthodologiques pour des travaux futurs.