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Microencapsulation d’agent antimicrobien pour le développement de conditionnements primaires fonctionnalisés

  • Etudiant :  BILE Jessica
  • Financement : FUI
  • Diplôme : Thèse FUI
  • Durée d’encadrement :  Octobre 2012 – Octobre 2015
  • Encadrement : Chevalier Yves, Bolzinger M.A.

La soutenance de thèse intitulée: « Microencapsulation d’agent antimicrobien pour le développement de conditionnements primaires
fonctionnalisés » s’est tenue le mercredi 21 octobre 2015 à 14h30 dansl’amphithéâtre de physique nucléaire (bâtiment Dirac, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne.

Résumé
Il existe aujourd’hui un réel besoin de produits cosmétiques contenant une teneur réduite en conservateur ce qui représente un véritable challenge
technologique. Dans ce contexte, le conditionnement primaire joue un rôle majeur et doit être force de propositions. L’objectif de cette étude est
de réaliser un conditionnement actif antimicrobien par enduction d’un film mince contenant des microparticules d’agent antimicrobien. Le but de ce
conditionnement primaire fonctionnalisé est d’assurer la protection de la formulation à des endroits ciblés sensibles à la contamination. Cette
action spécifique permettra de réduire la concentration en agent antimicrobien au sein de la formule à la dose minimale nécessaire pour
assurer la conservation du produit.
Dans un premier temps, ce travail a concerné la réalisation de microparticules chargées en agent antimicrobien suivant la technique de microencapsulation par évaporation de solvant en émulsion simple.
Différentes morphologies ont été obtenues avec des microparticules éloignées du standard lisse, démontrant des cicatrices et des défauts, de
la rugosité ou encore des trous. Les paramètres ainsi que les mécanismes physico-chimiques responsables des dégradations morphologiques ont été
identifiés et discutés. Il a été démontré que les paramètres de formulation tels que la masse et masse molaire du polymère ou encore la présence de tensioactifs ainsi que les paramètres du procédé tels que la force et la vitesse de cisaillement modifient l’état de surface finale des microparticules. Ce travail a notamment prouvé qu’il existe une compétition entre la cinétique d’évaporation du solvant et la vitesse de coalescence des gouttelettes d’émulsion qui est à l’origine des dégradations morphologiques. Suite à cette étude, les microsphères résultantes contenant de l’alcool phényléthylique ont été enduites à la surface du conditionnement primaire polyoléfine sous forme de films minces de différentes épaisseurs grâce à la technique de revêtement par
immersion. L’introduction de microparticules au sein du liant ralentit la diffusion de l’agent antimicrobien en augmentant le nombre de matrices
polymériques à traverser pour atteindre le milieu extérieur. La réalisation de telles couches a permis d’obtenir des libérations sur des périodes supérieures à au moins trois mois ce qui est 15 fois plus important que celles obtenues pour l’agent antimicrobien non encapsulé. Ce travail de thèse a également étudié l’activité antimicrobienne de l’alcool phényléthylique au sein d’une émulsion. Il a été mesuré le partage de l’alcool phényléthylique entre les phases aqueuse, huileuse et micellaire de l’émulsion. Les résultats obtenus ont permis de développer un modèle mathématique calculant la fraction en agent antimicrobien libre présent en solution aqueuse. Ce dernier a été corrélé à des dosages de l’émulsion et des mesures microbiologiques utilisant les cinq souches microbiennes du challenge test sur 14 jours. Ainsi, il a été démontré que les calculs permettent de prédire la concentration en conservateur nécessaire afin d’assurer la protection antimicrobienne des formulations. Cette étude a notamment prouvé que la quantité d’alcool phényléthylique nécessaire à la conservation des formulations est respectivement 1,6 et 4,3 fois plus importante dans une solution micellaire et une émulsion par rapport à une solution aqueuse.


Mots clefs

Microencapsulation par évaporation de solvant, conservateur, film mince antimicrobien, cinétique de libération, alcool phényléthylique, conditionnement actif antimicrobien

Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




Filtration et drainage d’oxalates d’actinides : Modélisation et optimisation

Résumé : Confidentiel

  • Doctorant : D. BOURCIER
  • Financement : CEA Marcoule
  • Durée d’encadrement :  2012-2015
  • Encadrement : F. PUEL, D. COLSON

La soutenance s’est tenu le mercredi 28 octobre 2015 à 14h dans le Petit Amphithéâtre de CPE Lyon (situé sur le domaine de la Doua, au bâtiment CPE, 43 Boulevard du 11 Novembre 1918, 69100 Villeurbanne).

Le jury :
M. Eugène Vorobiev (PU – UTC Compiègne, Rapporteur)
M. Herve Muhr (Directeur de Recherches LRGP Nancy, Rapporteur)

M. Jean-Pierre Féraud (Ingénieur de Recherche, CEA Marcoule)
M. Didier Colson (MCU – UCBL)
M. François Puel (PU – UCBL et CentraleSupelec – Directeur de Thèse)
M. Pascal Ginisty (Dr – Responsable d’Etudes IFTS)
M. Roman Peczalski (PU – UCBL)
M. Nicolas Vigier (Dr – Areva NC)

Résumé de la thèse :

La séparation solide-liquide est présente dans de nombreuses applications industrielles : pharmaceutique, agroalimentaire, nucléaire… Le choix de l’appareil de séparation le mieux adapté au produit à séparer et au procédé est un choix crucial dans la chaîne du solide. En effet, il détermine les étapes de transfert du
produit noble.
Afin de guider au mieux le choix industriel, la connaissance des grandeurs de filtration de la suspension , telles que la résistance à l’écoulement et la compressibilité, est nécessaire.
Dans ce cadre, après un état de l’art des technologies et théories existantes, un modèle de prédiction de la résistance à l’écoulement et de la compressibilité est proposé. Il s’appuie sur les modèles de la littérature et propose deux adaptations permettant de calculer le coefficient de compressibilité à partir de la
granulométrie et de prendre en compte la polydispersité de la distribution. Le modèle a été validé sur différents faciès de carbonate de calcium et sur un oxalate d’uranium.
Dans un second temps, les conséquences du faciès des particules sur l’aptitude au drainage du gâteau de filtration sont étudiées. Il apparaît que plus la particule est dissymétrique, plus l’efficacité du drainage est affectée. Ces considérations sont prises en compte dans la simulation permettant le calcul du temps
de drainage à taux cible de solvant résiduel, basé sur les travaux de Tarleton et Wakeman [2007] auxquels un calcul d’évaporation du filtrat a été ajouté.
La combinaison de ces deux parties permet une simulation de l’opération de séparation solide-liquide en prenant en compte les étapes de filtration et de drainage. Les seules données d’entrée sont la distribution granulométrique et le faciès des particules, la porosité du gâteau et la viscosité et la masse volumique
du filtrat. Une étude de cas est proposée sur une suspension de deux oxalates d’actinides polymorphes. Cette étude permet de donner les conditions optimales de pression de filtration et de drainage à utiliser tout en assurant un taux cible d’humidité résiduelle suffisamment bas et en maximisant la productivité de cette
opération de filtration-drainage.

Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




STRUCTURE ET PHYSICOCHIMIE DES TENSIOACTIFS, LEURS IMPACTS SUR LA TOXICITE CUTANEE, LA FONCTION BARRIERE ET L’HYDRATATION CUTANEE

  • Etudiant : Emmanuelle LEMERY
  • Devenir: CDD URGO
  • Soutenue  le 23/03/2015
  • Encadrement : Bolzinger, Briançon Stéphanie


Crèmes, shampooings, savons, gels douche, ces produits cosmétiques quotidiennement utilisés, ont en commun la présence d’une matière première essentielle à leur formulation, à savoir le tensioactif ou émulsionnant. Ces molécules sont donc fréquemment en contact avec la peau. En effet, de par sa structure amphiphile particulière, le tensioactif aide à la stabilisation des émulsions, permet la formation de mousse et apporte les propriétés détergentes des produits cosmétiques nettoyants, en solubilisant les corps gras présents en surface. Ces molécules peuvent également interagir avec les composants de la peau.

Une des premières preuves évidente de l’interaction des tensioactifs avec la peau est l’observation des signes cliniques suite à l’exposition prolongée ou chronique à des formules riches en tensioactifs. Ces molécules sont maintenant connues pour engendrer des dermatites de contact d’irritation et font l’objet d’un véritable problème de santé publique concernant les maladies professionnelles aux détergents. Cependant, devant la multitude de tensioactifs présents sur le marché, les mécanismes d’action des tensioactifs sur la peau sont encore mal connus, surtout pour les tensioactifs non ioniques, très utilisés dans les produits de soin et souvent considérés comme non toxiques. Le sodium lauryl sulfate, tensioactif anionique reste à ce jour, la molécule modèle couramment étudiée.

La toxicité cutanée est le plus souvent reliée à l’interaction du tensioactif avec les protéines, molécules chargées. De ce fait, les tensioactifs ioniques sont considérés comme étant les plus toxiques pour la peau. De plus, la forme monomérique du tensioactif est décrite comme l’entité responsable de la toxicité cutanée, s’insérant plus facilement dans la bicouche lipidique et pouvant ainsi pénétrer plus facilement dans la peau que sous la forme de micelles. La toxicité du tensioactif est donc également reliée à sa concentration micellaire critique.

L’objectif de ce projet de recherche était d’approfondir les connaissances sur différentes propriétés physicochimiques de nombreuses classes de tensioactifs, afin de mieux comprendre leurs interactions ainsi que leurs effets sur la peau. Plusieurs niveaux d’études ont été développés. Après une analyse physicochimique des tensioactifs détaillée, des mesures in vitro ont permis d’évaluer l’effet du tensioactif sur la toxicité cutanée. L’étude portant sur la fonction barrière de la peau (propriétés de surface/détergence, organisation de la matrice lipidique et évaluation de l’extraction lipidique) a été menée via des expérimentations ex vivo, et enfin des mesures d’hydratation cutanée ont été réalisées in vivo.

Nos études ont montré une toxicité notable de certains tensioactifs non ioniques et a contrario certains tensioactifs ioniques se sont révélés parfaitement bien tolérés. Les paramètres soulignés dans la littérature tels que la CMC et la charge des tensioactifs ont été remis en question. Plusieurs explications ont été mises en avant considérant l’organisation du tensioactif dans l’eau et son comportement vis-à-vis de la fonction barrière cutanée apportant ainsi de nouvelles pistes pour une meilleure compréhension de l’effet du tensioactif sur la peau.

De plus La toxicité des tensioactifs a pu être reliée à un des trois niveaux de perturbation de la barrière cutanée: la désorganisation de la matrice lipidique.


Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




Approche thermodynamique pour la commande d’un système non linéaire de dimension infinie : application aux réacteurs tubulaires

Résumé : Ce sujet porte sur la modélisation hamiltonienne à port, la réduction et la synthèse de lois de commande stabilisantes des systèmes thermodynamiques de dimension infinie. Le réacteur tubulaire sera le benchmark de la thèse. Pour la commande, nous privilégierons les méthodes basées sur la passivité et nous utiliserons des fonctions de Lyapunov issues de la thermodynamique.

  • AuteurWeijun Zhou, direction de thèse : F. Couenne, B. Hamroun
  • Soutenance prévue : septembre 2014
  • Soutenue : 22/06/2015
  • Financement : allocation ministère

Jury:

  • Boussad Hamroun
  • Francoise Couenne
  • Denis Dochain
  • Bernhard Maschke
  • Laurent Lefevre
  • Didier Georges
  • Yann Le Gorrec

Résumé :
Le travail présenté dans cette thèse porte sur la modélisation et la commande d’un système thermodynamique non linéaire de dimension infinie, le réacteur tubulaire. Nous abordons le problème de commande sur ce système non linéaire en nous appuyant sur les propriétés thermodynamiques du procédé. Cette approche nécessite l’utilisation d’un modèle ayant comme variables d’état les variables extensives thermodynamiques classiques. Nous utilisons la fonction de disponibilité thermodynamique ainsi qu’une autre fonction déduite de la
précédente, la disponibilité réduite, comme fonction de Lyapunov candidate pour résoudre le problème de stabilisation du réacteur autour d’un profil d’équilibre eu utilisant comme commande distribuée la température de la double enveloppe. Des simulations illustrent ces résultats ainsi que l’efficacité des commandes en présence de perturbations.

Nous nous intéressons aussi à la représentation hamiltonienne à port des systèmes irréversibles de dimension infinie. La structure de Stokes-Dirac pour un modèle réaction diffusion est obtenue en étendant les vecteurs de variables de flux et d’effort. Nous présentons cette démarche pour les équations du système réaction-diffusion en prenant premièrement l’énergie interne comme hamiltonien puis deuxièmement l’opposé de l’entropie. Nous montrons dans les deux cas qu’en utilisant une extension des couples de variables effort-flux thermodynamiques classiques nous obtenons une structure de Stokes-Dirac. Puis nous donnons quelques résultats aboutissant à une représentation pseudo-hamiltonienne. Enfin nous abordons le problème de commande à la frontière. L’objectif est d’étudier l’existence de solutions associées à un modèle linéarisé de réacteur tubulaire complet commandé à la frontière.

Mots clés : Système de dimension infinie, Réacteur tubulaire, Thermodynamique irréversible, Fonction de Lyapunov, Commande distribuée, Système hamiltonien à port

Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




Développement et optimisation des cycles de lyophilisation des probioiques encapsulés/


- Etudiant: Pierre Verlhac
- école doctorale : Ecole doctorale de Chimie de Lyon
- directeurs : Séverine Vessot Crastes; Ghania Degobert; Roman Peczalski; Claudia Cogné; Julien Andrieu
- début de thèse : 09 Novembre 2015
- fin de thèse prévue : septembre/Novembre 2018
- financement : Bourse ministérielle

Collection : Thèses en cours
Date : 2015




Élaboration de nanoparticules contenant l’alendronate de sodium pour une application en ostéoporose

  • Etudiant :  MILADI Karim
  • Diplôme : Doctorant Co-tutelle Franco tunisienne
  • Durée d’encadrement :  Octobre 2012 – Décembre 2015
  • Encadrement : A. ELAISSARI, H. FESSI

Dr-Chimie

La soutenance a eu lieu le vendredi 27 Novembre 2015 à 14h30 à la salle Jacques Bordet.

Le jury est composé de:

Dr. Gillian BARRATT, CNRS, Université Paris Sud, France, rapporteur
Pr. Sami BOUFI, Faculté des sciences de Sfax, Université de Sfax, Tunisie, rapporteur
Pr. Abderrahman BOURAOUI, Faculté de pharmacie de Monastir, Université de Monastir, Tunisie, examinateur
Dr. Abdelhamid ELAISSARI, CNRS, Université Claude Bernard-Lyon1, France, directeur de thèse
Pr. Hatem FESSI, CNRS, Université Claude Bernard-Lyon 1, France, co-directeur de thèse
Pr. Souad SFAR, Faculté de pharmacie de Monastir, Université de Monastir, Tunisie, co-directeur de thèse

Résumé de la thèse:

L’ostéoporose est la maladie métabolique la plus fréquente qui touche l’os. Plusieurs substances actives sont utilisées pour le traitement pharmacologique de cette maladie. Cependant, ce sont les bisphosphonates et surtout l’alendronate de sodium, qui sont prescrits en première intention. L’alendronate de sodium est, en effet, très efficace mais présente une faible absorption quand il est administré par la voie orale. Sa solubilité dans l’eau est est de 20 mg/ml. Il présente en outre une faible biodisponibilité (de 0,6 à 0,7%). Cette substance active est aussi à l’origine d’effets indésirables d’irritation au niveau de l’œsophage, l’estomac et l’intestin. Ces effets sont dus à un contact local des cristaux de la substance active avec la muqueuse. L’approche d’encapsulation des substances actives dans des particules polymériques a permis d’obtenir plusieurs bénéfices thérapeutiques comme l’amélioration de la biodisponibilité et la diminution des effets indésirables. Dans la première partie de notre étude, on a réalisé l’encapsulation de l’alendronate dans des nanoparticules à base de poly--caprolactone en utilisant la nanoprécipitation et l’émulsion double. Les nanoparticules obtenues ont une forme sphérique et une taille comprise entre 200 et 450 nm. Le meilleur pourcentage d’encapsulation a été de 34% et il a été obtenu avec la technique d’émulsion double. Ceci confirme que cette méthode est plus adaptée à l’encapsulation des molécules hydrophiles. Le profil de libération in vitro a montré deux phases : une première phase de libération relativement rapide et une deuxième phase beaucoup plus lente. L’analyse par modélisation mathématique a montré que la libération in vitro de l’alendronate se fait par diffusion et relâchement des chaines polymériques. Dans la deuxième partie expérimentale, une alternative plus intéressante que l’encapsulation dans de la poly--caprolactone a été proposée. Il s’agit de l’utilisation du chitosane qui est un polymère naturel hydrophile. Ceci a permis d’éviter l’utilisation de solvants organiques. En plus, une optimisation du pourcentage d’encapsulation a été obtenue (70%) en utilisant la gélification ionique. C’est une technique d’encapsulation simple qui est basée sur le passage d’un polymère en solution à l’état gel suite à une interaction électrostatique avec un polyanion. Les nanoparticules obtenues ont une forme sphérique et une taille allant de 91 à 175 nm en fonction des paramètres opératoires. Le profil général de libération in vitro a été similaire à celui obtenu avec la première étude mais l’avantage est que la libération a été plus rapide. Ceci rend possible une application in vivo des particules préparées. Ces particules peuvent présenter une alternative intéressante pour le traitement de l’ostéoporose par voie orale. Des études in vivo chez le rat ont été réalisées pour étudier la biodisponibilité et la tolérance gastro-intestinale de ces particules.

Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




Modélisation dynamique d’un système couplé pompe à chaleur – stockage thermique par matériaux à changement de phase. Approche systémique et validation expérimentale

Le modèle qui sera développé permettra de connaître le comportement dynamique du dispositif complet et servira d’outil d’aide à la conception du système de commande de l’ensemble. Le modèle développé sera basé sur une approche thermodynamique et sur l’application des principes de conservation (matière, énergie, quantité de mouvement). Des expérimentations réalisées au CNAM et chez CIAT permettront de valider les résultats de simulation.

  • Auteur : Jing WU direction de thèse : C. Jallut, E. Gagnière
  • Soutenance :le jeudi 8 octobre 2015 à 10h dans l’Amphi Thémis 7
  • Financement : ANR ACLIRSYS 2011-2015


Résumé

Dans le domaine de la réfrigération des bâtiments, le couplage d’une pompe à chaleur (PAC) avec un stockage d’énergie thermique est un moyen significatif pour en réduire le coût de fonctionnement énergétique et pour mieux dimensionner les équipements. Un prototype de ce système couplé avec un stockage thermique par MCP (Matériaux à Changement de Phase) est construit et mis en œuvre dans le cadre du projet ANR ACLIRSYS (Commande avancée des systèmes de réfrigération à faible inertie). L’objectif de cette thèse est d’en proposer un modèle dynamique en vue de sa commande.

Dans les échangeurs de la PAC, le fluide frigorigène peut être vapeur, liquide ou un mélange des deux tandis que le MCP du stock peut être solide, liquide ou un mélange des deux. Par conséquent, un modèle de type hybride est nécessaire pour tenir compte des différentes configurations possibles afin de résoudre les équations de bilan de masse et d’énergie dont les expressions diffèrent en fonction de ces configurations. Dans ce travail, des modèles statiques sont utilisés pour le compresseur et le détendeur de la PAC, et les modèles des échangeurs de la PAC et du stock sont basés sur une représentation des écoulements par une cascade de Réacteurs Parfaitement Agités Continues (RPAC). Le mécanisme de commutation entre les diverses configurations est conçu pour garantir la continuité de l’évolution simulée du système. Cette commutation est effectuée par des opérations matricielles, ce qui permet d’aboutir à une représentation globale et très compacte du système. Les propriétés thermodynamiques du fluide frigorigène et leurs dérivées partielles sont déterminées de façon analytique à l’aide d’une équation d’état. Deux versions du modèle du stock sont proposées. Une version simplifiée du modèle de surfusion et une version plus détaillée basée sur la méthode des bilans de population.

Des données expérimentales recueillies sur le prototype ont permis de valider le modèle développé. Des expérimentations en régime transitoire ont été réalisées en faisant varier les conditions opératoires. Ces données concernent le fonctionnement de la PAC seule, du stock seul et du système couplé. Un bon accord a été obtenu entre les résultats numériques et les données expérimentales.


Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




Elimination du bore dans des eaux de mer par procédé couplé résines échangeuse d’ions et microfiltration

Etudiant : Assma ALHARATI

Thèse de Doctorat, Ecole Doctorale de Chimie, Université Claude Bernard Lyon 1

Titre : «Elimination du bore dans des eaux de mer par procédé couplé résines échangeuse d’ions et microfiltration»

Directeurs de Thèse : Catherine Charcosset et Koffi Fiaty

Début de la thèse : Janvier 2015

Collection : Thèses en cours
Date : 2015




Modélisation de la polymérisation en émulsion stabilisée par des particules inorganiques

  • Etudiant : Barthélemy Brunier
  • Durée d’encadrement : 2013-2016
  • Encadrement :  Nida Sheibat-Othman (directeur)
  • Résumé de la thèse : Stabilisation Pickering ;  distribution de la taille des particules ; modélisation de la nucléation et de la coagulation ;

Cette thèse est réalisée dans la cadre du projet ANR PickEP, sous la direction de Nida Othman, Elodie Bourgeat- Lami (C2P2) et Yves Chevalier.

Un résumé du travail de thèse est joint à la fin de ce mail.

La soutenance se tiendra le vendredi 4 décembre 2015 à 14h dans l’Amphi Jussieu ( bâtiment DARWIN, campus de la Doua).

Les membres de jury sont :

Dr. Salima Boutti – Arkema
Pr Nathalie Le Sauze – Université Paul Sabatier (LGC)
Pr. Christophe Serra – Université de Strasbourg (ICPEES)
Dr. Laurent Falk – CNRS (LRGP)
Dr. Koffi Fiaty – Université Claude Bernard Lyon 1 (LAGEP)
Dr. Nida Sheibat-Othman – Université Claude Bernard Lyon 1 (LAGEP)
Dr. Elodie Bourgeat-Lami – Université Claude Bernard Lyon 1 (C2P2)
Dr. Yves Chevalier – Université Claude Bernard Lyon 1 (LAGEP)

Résumé :

L’objectif de ce projet est de développer une méthodologie pour la modélisation du procédé de polymérisation en émulsion sans tensioactif stabilisée par des particules inorganiques, autrement appelée la polymérisation en émulsion Pickering.
Habituellement, la description de tels systèmes nécessite un modèle de la distribution de taille de particule (PSD), qui est une propriété importante du latex final. Pour cela il est nécessaire de mettre en place un bilan de population comprenant
des sous-modèles dédiés à la nucléation des particules, au transfert entre les différentes phases (monomère, des radicaux, stabilisants), à la croissance et à la coagulation des particules de polymère. Ces sous-modèles ont été identifiés individuellement
et validées expérimentalement.

La thèse se décompose en deux grandes parties, une première partie consacrée à l’étude expérimentale du système et une seconde dédiée à la modélisation des résultats observés.

La première partie peut elle-même être divisée en trois chapitres. Le premier décrit l’adsorption des particules inorganiques sur un polymère hors du milieu réactionnel. Une adsorption en multicouche a pu être observée et modélisée par un isotherme B.E.T.
L’adsorption des particules inorganiques sur le polystyrène s’avère être améliorée lorsque la force ionique du milieu augmente. La cinétique d’adsorption est rapide, donc l’adsorption de l’argile peut être considérée à l’équilibre lors de la réaction de polymérisation.
Dans un second temps, les différents paramètres opératoires de la réaction de polymérisation du styrène stabilisée par la Laponite RDS et amorcée par le persulfate de potassium ont été décryptés. Ceci permet d’optimiser les paramètres opératoires
important et d’en négliger d’autres afin de simplifier la modélisation ultérieure. Enfin, les différences de stabilisation vis-à-vis de la polymérisation en émulsion ab-initio du styrène de plusieurs grades de Laponite ont été décrites.

La deuxième partie se concentre sur la modélisation de la polymérisation en émulsion Pickering. Tout d’abord, un effort a été fait pour uniformiser et comparer les modèles d’entrée et de sortie des radicaux présents dans la littérature.
Grâce à cela nous avons pu choisir le modèle d’échange des radicaux adéquat pour notre système, celui-ci est indépendant de la quantité de stabilisant introduit. Ceci permet de conclure que l’argile n’a aucune influence sur l’échange des radicaux.
En revanche, nous verrons ensuite que la Laponite joue un rôle important sur la stabilisation des particules de polystyrène lors de la réaction. Ces particules sont produites par nucléation homogène mais sans stabilisant,
elles coagulent donc entre elles. La Laponite vient alors stabilisée ces particules. Le modèle de D.L.V.O a permis de modéliser la génération de particules dans notre système.

Collection : Thèses soutenues
Date : 2015




Amélioration des performances sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre et de la teneur en hydrocarbures des effluents rejetés au Congo

  • Etudiant : Bob Cherubin Emerson MOMBO
  • Durée d’encadrement : 2015-2018
  • Encadrement : K. FIATY (directeur)
  • Thèse en co-tutelle avec l’université Marien N’Gouabi de Brazzaville
  • Financement : une bourse EGIDE octroyé par le gouvernement français géré par Campus France

  • Collection : Thèses en cours
    Date : 2015




    Intensification du séchage thermique de micro-algues par association avec le drainage capillaire.

    Etudiant : Mme Thouraya GHNIMI
    Durée d’encadrement : 3 ans, début en 2015
    Encadrement: M. Mohamed BAGANE (ENIG, Tunisie), M. Lamine HASSINI (FST,
    Tunisie), Mme Hélène DESMORIEUX (Lagep), M. Roman PECZALSKI (Lagep).

    But et objectifs de la thèse :
    Combining thermal drying and capillary draining may allow for: processing a thicker biomass layer, increasing the drying rate, applying a lower temperature heating and thus finally reducing the energy consumption.
    The aim of the thesis is to study experimentally the combined thermal (convective or radiative heating) and capillary process, to identify the rate controlling drying mechanisms, to model the heat and water transfer, to evaluate the efficiency of the process and to scale it up for industrial purposes.

    Collection : Thèses en cours
    Date : 2015




    Nouvelle approche de vectorisation ciblant les macrophages en vue d’immunothérapie anti-tumorale

    Titre : Nouvelle approche de vectorisation ciblant les macrophages en vue d’immunothérapie anti-tumorale
    Etudiant : Sabrina NICOLAS
    Ecole doctorale : EDISS
    Directeur de thèse: BOLZINGER Marie-Alexandrine (Pr)
    Co-encadrants : FESSI Hatem (PR), BOURGEOIS Sandrine (MCU) et ALMOUAZEN Eyad (MCU)
    Début thèse : 1.10.2015
    Fin de thèse prévu : 30.09.2018

    Collection : Thèses en cours
    Date : 2015




    Nouvelles applications des nanoparticules organiques: de la vectorisation d’un mélange d’actifs à travers la peau jusqu’au développement d’un test de diagnostique in vitro de l’allergie aux parfums

    Résumé : Les nanoparticules (NPs) organiques représentent un outil majeur d’innovation en dermatologie.
    L’objectif de cette thèse a été de développer et d’optimiser des procédés d’encapsulation d’un mélange de molécules odorantes appelé fragrance mix I (FMI) dans des nanoparticules (NPs) de différentes natures: NPs polymères (poly-ε-caprolactone, PCL), ou NPs lipidiques solides (SLNs) (à base de vaseline, beurre de karité, cire de candelilla, triglycérides C10-18, ou palmitate de cétyle). Ces nouveaux systèmes ont alors été évalués pour la vectorisation de ce mélange à travers un explant de peau de porc, afin de modéliser la distribution des molécules composant le FMI dans les différentes assises cutanées. En parallèle, elles ont également été appliquées en tant que promoteurs de solubilisation du FMI pour le développement d’un nouveau test de diagnostic in vitro de l’allergie aux parfums.

    Nos résultats montrent que: (i) les NPs polymères, principalement anioniques, sont les plus adaptées pour promouvoir la pénétration transépidermique du FMI. Au contraire, les SLNs s’agglomèrent dans le stratum corneum, conduisant à une accumulation du FMI dans cette assise ; (ii) qu’au-delà du type de vecteur utilisé, la pénétration des molécules du FMI dans les couches les plus profondes de la peau dépend de leur coefficient de partage intrinsèque ; (iii) que les nanoparticules de PCL augmentent significativement la solubilisation du FMI dans les milieux de culture conventionnels et permettent ainsi une réactivation robuste des lymphocytes T spécifiques circulant chez des patients présentant une allergie au parfums.

    L’ensemble de ces résultats confirme donc tout le potentiel des NPs organiques pour le développement de futures stratégies de délivrance ciblée de plusieurs actifs dans les différents compartiments cutanés. Ces nouveaux vecteurs offrent en outre une alternative prometteuse pour améliorer le diagnostic de l’eczéma de contact induit par les parfums et plus généralement par des allergènes hydrophobes.

    MOT-CLES : Allergie, Diagnostic, Eczéma allergique de contact, Fragrance Mix I, Nanoparticules polymères, Nanoparticules lipidiques solides, Pénétration cutanée.

    • Etudiant :  CORTIAL Angèle
    • Diplôme : Thèse MENRT
    • Soutenue :  vendredi 30 janvier 2015 à 14h dans le petit amphithéatre CPE bâtiment CPE, campus de la Doua, à VILLEURBANNE
    • Encadrement : Briançon S., Nicolas J.F. (INSERM U851)


    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Simulation numérique et étude expérimentale de la chromatographie membranaire pour la séparation de biomolécules

    • Etudiant :  TEEPAKORN Chalore
    • Diplôme : Doctorant Bourse Thaïlande
    • Durée d’encadrement :  Octobre 2012 – Décembre 2015
    • Encadrement : Charcosset Catherine, Koffi Fiaty

    Chalore Teepakorn a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse intitulée « Simulation numérique et étude expérimentale de la chromatographie membranaire pour la séparation de biomolécules ».

    Elle aura lieu à 14h00 mercredi 16 décembre 2015, à la salle de conférence de la Bibliothèque Universitaire.

    Cette thèse est réalisée sous la direction de Mme. Catherine Charcosset et M. Koffi Fiaty. Pour plus de détail, vous pouvez trouver le résumé de thèse, ci-dessous.

    Résumé :
    La chromatographie membranaire est une alternative à la chromatographie classique
    sur résine basée sur le transport convectif des solutés à travers une membrane microporeuse plutôt que par le transport diffusif des solutés dans les particules de résines. Cette technique présente les avantages de diminuer les phénomènes de diffusion, de réduire les temps de séjour et les pertes de charge, et de permettre la purification rapide de quantités importantes de molécules. La chromatographie membranaire connaît un fort succès commercial. Une gamme importante de membranes chromatographiques mettant en jeu différents mécanismes de rétention (échange d’ions, affinité, etc.) et différentes géométries (feuille, spirale, etc.) est actuellement commercialisée. Malgré ce succès, différents aspects relatifs à la chromatographie membranaire restent mal connus. Cette thèse de doctorat se propose de répondre à certaines questions relatives à cette technique.

    Mots-clés:

    Chromatographie membranaire, Echange d’ions, Courbe de perçage, Capacité d’adsorption, Chromatographie à flux axial, Chromatographie à flux radial.

    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Identification paramétrique en boucle fermée par une commande optimale basée sur l’analyse d’observabilité

    • Auteur : Jun Qian
    • Encadrement : Pascal Dufour, Madiha Nadri
    • Durée d’encadrement : 1er mars 2012- mars 2015
    • Financement : Thèse avec bourse CIFRE et Acsysteme

    *Identification paramétrique en boucle fermée par une commande optimale
    basée sur l’analyse d’observabilité*

    Dans un objectif conjoint d’identification paramétrique en ligne, les
    méthodes développées dans cette thèse permettent de concevoir en ligne et
    en boucle fermée les entrées optimales qui enrichissent les informations
    contenues dans l’expérience en cours. Ces méthodes reposent sur des
    mesures en temps réel du procédé, sur un modèle dynamique non linéaire (ou
    linéaire) multi-variable choisi du procédé, sur un modèle de sensibilité
    des mesures par rapport aux paramètres à estimer et sur un observateur non
    linéaire. L’analyse de l’observabilité et des techniques de commande
    prédictive permettent de définir la commande optimale qui est déterminée
    en ligne par optimisation sous contraintes. Des aspects de stabilisation
    sont également étudiés (via un apport de contraintes fictives ou via une
    technique de Lyapunov). Enfin, une loi de commande explicite pour le cas
    particulier du système d’ordre un est développée. Des exemples
    illustratifs sont traités via le logiciel ODOE4OPE : un bio-réacteur, un
    réacteur continu parfaitement agité et une aile delta. Ces exemples
    permettent de voir que l’estimation des paramètres peut être réalisée avec
    une bonne précision, et à moindre coût expérimental en une expérience.

    Mots-Clés: Identification paramétrique en ligne en boucle fermée, commande
    prédictive, observation, design d’expériences optimales, observabilité,
    modèle de sensibilité.

    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Passivity Preserving Balanced Reduction for the Finite and Infinite Dimensional Port Hamiltonian Systems

    • Auteur : Yongxin WU, direction de thèse : B. Maschke, B. Hamroun
    • Soutenance prévue : septembre 2015
    • Financement : projet ANR-11-BS03-0002 HAMECMOPSYS nov. 2011- nov. 2015

    La soutenance s’est tenu le lundi 7 décembre 2015 à 10h30 dans l’Amphi Thémis 9 (situé au bâtiment Thémis).

    Résumé :

    Dans ce mémoire nous avons développé des méthodes de réduction des systèmes hamiltoniens à port en dimension finie et infinie qui préservent leur structure. Dans la première partie, nous avons défini une représentation des systèmes hamiltoniens à port avec contraintes sous la forme d’équations différentielles algébriques (DEA) de type de « système descripteur ». De cette forme nous avons déduit une réalisation équilibrée du système hamiltonien à port exprimée sous forme de « système descripteur » contenant les mêmes systèmes d’équations de contrainte. Dans la deuxième partie, nous avons défini une classe de problèmes de commande LQG tels que le contrôleur dynamique LQG est passif et admet une réalisation hamiltonien à port. Deux méthodes de synthèse de commande passive LQG sont proposées et une de ces méthodes LQG nous a permis de définir une réalisation équilibrée LQG. Puis nous avons appliqué la méthode de contrainte de l’effort pour réduire le système hamiltonien à port et obtenir une commande LQG passive d’ordre réduit. Ce contrôleur LQG admettant une réalisation hamiltonienne, la structure hamiltonienne est préservée pour le système en boucle fermée par interconnexion de systèmes hamiltoniens à port. Dans la troisième partie, nous avons généralisé les résultats précédents aux systèmes hamiltoniens à ports linéaires de dimension infinie. Pour cela nous avons considéré une classe de systèmes hamiltoniens à ports de dimension infinie dont l’opérateur d’entrée est borné et un problème de commande LQG passif. Sous des conditions de nucléarité de l’opérateur de Hankel lié au problème LQG, nous définissons une réalisation équilibrée LQG passive du système et une approximation en dimension finie. Le contrôleur LQG passif d’ordre réduit obtenu par cette approximation admet une réalisation hamiltonienne à port et par conséquent la structure hamiltonienne et la passivité sont préservées en boucle fermée.

    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Emulsions de Pickering : Approche théorique et applications. Analyse physico-chimique des phénomènes interfaciaux. Obtention d’émulsions de Pickering nanométriques de manière spontanée et d’émulsions foisonnées de Pickering.

    • Etudiant :  RIDEL Laure
    • Financement : Bourse Ministère
    • Diplôme : Doctorant Thèse MENRT
    • Durée d’encadrement :  Octobre 2012 – Octobre 2015
    • Encadrement : Chevalier Yves, Bolzinger M.A.

    « Emulsions de Pickering : Approche théorique et applications. Analyse physico-chimique des phénomènes interfaciaux. Obtention d’émulsions de Pickering nanométriques de manière spontanée et d’émulsions foisonnées de Pickering. ».

    La soutenance s’est tenue le lundi 19 octobre 2015 à 14h dans l’Amphithéâtre de Physique Nucléaire (situé sur le domaine de la Doua, au bâtiment Dirac, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne Cedex).

    Résumé :

    La spécificité des émulsions de Pickering repose sur la présence de particules stabilisantes, substituant l’utilisation de tensio-actifs. Les particules s’adsorbent de manière irréversible aux interfaces des gouttes d’émulsions, leur conférant une stabilité à long terme.

    L’objectif de cette thèse a été de comprendre, développer et optimiser des procédés permettant la fabrication de différents types d’émulsions de Pickering grâce à des nanoparticules de silice. Trois projets ont vu le jour dans ce travail : (i) Tout d’abord une approche théorique concernant l’étude physico-chimique des interfaces d’émulsions de Pickering stabilisées par des nanoparticules de silice individuelles non-agrégées. L’adsorption de ces nanoparticules sous forme de mono- ou multi- couches aux interfaces des gouttes d’émulsion a pu être mise en évidence en fonction du ratio Huile/Silice intégré au milieu. A haut ratio, le diamètre des gouttes d’émulsion dépend des paramètres de formulation. Des monocouches de nanoparticules peuvent s’adsorber aux interfaces avec un taux de couverture maximal de 54% à la surface des gouttes d’huile. Tandis qu’à bas ratio, le diamètre des gouttes dépend du procédé de fabrication de l’émulsion. Des multicouches de nanoparticules s’adsorbent aux interfaces. (ii) La taille des gouttes d’émulsion a ensuite été réduite par divers procédés afin d’obtenir des nanoémulsions de Pickering, également appelées NanoPickering. La première étape consistait à tester la viabilité de telles émulsions en les fabriquant par un procédé fort en énergie, i.e. la sonication. Dans un second temps un procédé faible en énergie a été utilisé : la nanoprécipitation. Il a ainsi été possible d’obtenir des nanoémulsions de Pickering stables sur plus d’un mois. Cependant, la quantité d’huile maximale incorporable au système final reste faible (environ inférieure à 1wt%). (iii) Une nouvelle application a été développée en parallèle permettant de formuler des émulsions foisonnées de Pickering, intégralement stabilisées par des nanoparticules. Il est possible d’obtenir deux types d’émulsions foisonnées de Pickering : les premières ont une très forte teneur en air ; les secondes sont stables en termes de hauteur grâce à un phénomène de gélification qui a lieu après un changement d’état macroscopique.

    L’ensemble de ces résultats confirme que les émulsions de Pickering offrent encore à ce jour la possibilité de découvrir de toutes nouvelles applications fabriquées par des procédés innovants. Par exemple, les nanoémulsions sans émulsifiant émulsifiées de manière spontanée, ou encore les émulsions foisonnées intégralement stabilisées sans émulsifiant. De plus, les approches théoriques restent également nombreuses, et les études des phénomènes interfaciaux sont encore des questions scientifiques très actuelles.


    MOT-CLES
    : Emulsions de Pickering, Interfaces, Monocouches, Multicouches, Nanoémulsions, NanoPickering, Sonication, Nanoprécipitation, Effet Ouzo, Emulsions Foisonnées de Pickering, Nanoparticules de silice individuelles non-agrégées.

    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Préparation et évaluation de particules submicroniques théranostiques pour applications biomédicales: imagerie et therapie

    • Etudiant :  IQBAL Muhammad
    • Financement : Bourse Gouvernement du Pakistan
    • Diplôme : Doctorante Thèse Pakistan
    • Durée d’encadrement :  Octobre 2012 – Décembre 2015
    • Encadrement : A. ELAISSARI

    « Préparation et évaluation de particules submicroniques théranostiques pour applications biomédicales: imagerie et therapie ».
    Cette thèse est réalisée, sous la direction de Dr. Abdelhamid Elaissari et Professeur Hatem Fessi.

    La soutenance se tiendra le Vendredi 13 Novembre 2015 à 14h à la salle Jacques Bordet.

    Résumé
    L’objectif de cette étude était de préparer et de caractériser les particules submicroniques multifonctionnelles utilisables simultanement
    pour le diagnostic et le traitement de plusieurs maladies mortelles telles que le cancer. Pour ce faire, une étude systématique a été réalisée afin de comprendre les mécaniqmes impliqués et d’optimiser les paramètres du procédé de double emulsion-évaporation de solvant pour la préparation de ces particules. Pour l’imagerie in vitro, des nanoparticules polymériques fluorescentes ont été encapsulées dans une matrice polycaprolactone degradable en utilisant le procédé de la émulsion double-évaporation de solvant. Pour l’imagerie in-vivo, des nanoparticules d’or colloïdal ont été préparées et encapsulées via le même procédé et parfaitement
    caractérisées. Enfin, pour application theranostic, les nanoparticules d’or (comme agent de contraste) et un actif moléculaire (hydrophile
    Nefopam et hydrophobe benzoate de benzyle) ont été encapsualés simultanement dans des particules de polycaprolactone. Ces particules multifonctionnelles ont été caractérisées et évaluées in vitro comme model de pénétration cutané.

    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Préparation de micro et nanobulles par contacteur à membrane et applications médicales

    Titre : Préparation de micro et nanobulles par contacteur à membrane et applications médicales

    Etudiant Romain MELICH
    Directeur de thèse : Catherine Charcosset, e-mail : charcosset@lagep.univ-lyon1.fr
    Co-directeur de thèse : Frédéric Padilla, e-mail : frederic.padilla@inserm.fr
    Début de thèse : 01 octobre 2015
    Fin de thèse : 31 septembre 2018

    Sujet :
    Le développement de différentes formes colloïdales pour le traitement et le diagnostic médical connait un intérêt croissant depuis de nombreuses années. En particulier, les microbulles et nanobulles sont associées à des techniques ultrasonores pour l’imagerie et délivrance de médicaments. Parallèlement à l’étude de nouvelles applications, le développement de nouvelles techniques de préparation reste un enjeu primordial. Ainsi, de nouvelles méthodes de préparation sont apparues, basées sur des dispositifs de microfluidique ou des membranes poreuses. Pour ces dernières, l’avantage est un contrôle précis de la taille des colloïdes préparés et de leur homogénéité, grâce aux pores de la membrane [Charcosset 2012]. En ce qui concerne la préparation de microbulles et nanobulles par membrane, peu de travaux existent dans la littérature. Par exemple, Kukizaki and Goto [2006, 2007] utilisent des membranes SPG pour obtenir des microbulles de taille comprises entre 25 et 65 μm, ainsi que des nanobulles entre 360-720 nm. Dans les deux cas, les tailles obtenues sont supérieures à celles adaptées à des applications biomédicales des ultrasons. L’objectif de la thèse porte donc sur le développement de nouvelles techniques à membrane et de formulation de nano et microbulles pour des applications en imagerie et thérapie ultrasonore. Le sujet de thèse sera en co-direction avec le Laboratoire Thérapie et Applications Ultrasonores, INSERM, spécialisé dans le développement et l’optimisation de formes innovantes de techniques ultrasonores pour le diagnostic et la thérapie.

    Collection : Thèses en cours
    Date : 2015




    Récupération d’énergie par cycle de Rankine à bord d’un véhicule : commande et gestion énergétique.

    Résumé:
    Au moins 30% de l’énergie produite par les moteurs à combustion interne est dissipée sous
    forme de chaleur dans les gaz d’échappement. L’intérêt des constructeurs pour les systèmes
    de récupération de chaleur basés sur le cycle thermodynamique de Rankine est justifié par
    des réductions de consommation espérées entre 5 et 10%.

    L’ambition de cette thèse est de contribuer à lever les principaux verrous liés à la gestion
    des procédés Rankine pour des applications « mobiles ». Ce manuscrit s’appuie sur trois cas
    d’étude avec, pour chacun, un procédé pilote destiné à être intégré respectivement sur des
    véhicules légers à moteur essence, sur des camions poids-lourds et sur des trains à propulsion
    hybride Diesel-électrique. Pour cela, des approches de l’automatique à base de modèle ont
    été développées.

    Une nouvelle loi de commande non-linéaire, permettant l’asservissement de la température
    et de la pression en sortie d’évaporateur, est proposée. Il est montré expérimentalement
    que le système peut être maintenu dans des conditions permettant la récupération d’énergie
    sans discontinuer, même sur des cycles routiers très dynamiques.

    La supervision énergétique du cycle de Rankine à bord d’un véhicule est ensuite abordée.
    Il s’agit de trouver les consignes pour la commande rapprochée qui permettent de maximiser
    l’efficacité énergétique d’un véhicule équipé d’un système de récupération d’énergie par cycle
    de Rankine. Il est montré que le gain énergétique apporté par l’optimisation dynamique
    temps réel proposée est important, comparé à une stratégie basée sur l’optimisation statique
    du système habituellement employée dans la littérature.

    • Auteur : Johan Peralez
    •  Encadrement :  Pascal Dufour, Madiha Nadri
    • Soutenance  : Mercredi 25 février 2015 à 10h00 sur le site d’IFP Energies Nouvelles à Solaize
    • Financement : Thèse de l’IFPEN


    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Procédé par absorption avec stockage d’énergie solaire inter-saisonnier intensifié par la cristallisation de l’absorbant: recherche et caractérisation thermodynamique de nouveaux couples, conception de la cuve de stockage

    La soutenance se tiendra le jeudi 26 Novembre 2015 à 10h dans l’Amphi Thémis 7 (situé au bâtiment Thémis, à côté du bâtiment CPE).

    Résumé :
    Le potentiel de l’énergie solaire comme énergie renouvelable a été largement démontré depuis plusieurs années. Le stockage inter-saisonnier de cette énergie peut être réalisé au moyen d’un nouveau procédé basé sur l’absorption de la vapeur d’eau par une solution saline. L’innovation de ce procédé réside en la cristallisation du sel dans la cuve de stockage pour optimiser les capacités de stockage. Une étude préalable a été réalisée en utilisant le bromure de lithium (LiBr) comme absorbant avec des rendements thermiques très encourageants. Toutefois, son prix élevé ne permet pas d’envisager son utilisation dans un procédé industriel.
    L’objectif de cette thèse est d’évaluer et de déterminer de nouveaux couples d’absorption potentiellement utilisables industriellement dans ce procédé. Le premier chapitre présente une étude bibliographique des procédés de stockage, plus particulièrement ceux basés sur l’absorption.
    Les deuxième et troisième chapitres présentent les propriétés thermodynamiques des sels, obtenues par des mesures calorimétriques et de pressions de vapeur, et le calcul des paramètres procédés qui ont conduit au choix du couple de sorption permettant de répondre à l’ensemble des spécifications du procédé. Le quatrième chapitre présente l’étude de l’équilibre solide/liquide/vapeur de ce nouveau couple, pour obtenir l’ensemble des données de base nécessaires pour l’étude de la cristallisation du sel dans l’eau, et sa comparaison avec le couple LiBr/H2O. Ce point est présenté dans le dernier chapitre en synergie avec des modélisations CFD des écoulements au sein de la cuve de stockage.

    • Doctorant : E. LEFEBVRE
    • Financement : ANR
    • Durée d’encadrement :  10/2012 à 09/2015
    • Encadrement : E. GAGNIERE, D. MANGIN, S. BENNICI (IRCELYON), A. AUROUX(IRCELYON)


    Collection : Thèses soutenues
    Date : 2015




    Thèse : Contributions dans l’optimisation et le problème des contraints nonlinéaires pour les trajectoires des robots industriels.

    Titre : Contributions dans l’optimisation et le problème des contraints nonlinéaires pour les trajectoires des robots industriels.

    Etudiant : THAMMABANVONG Lattanavong

    Ecole doctorale : Électronique, Électrotechnique et Automatique EEA

    Directeur : Hassan Hammouri, Fayez S. Ahmed

    Début thèse : Octobre 2015

    Fin de thèse prévu : Décembre 2018

    Collection : Thèses en cours
    Date : 2015




    Identification du profondeur de l’océan

    Nom : Yang YU
    Ecole doctorale : South China University of Technology (SCUT) et Ecole doctorale EEA Lyon
    Directeurs : Prof. Hai-Long PEI & Prof. Cheng-Zhong XU
    Début de la thèse : Septembre/2015
    Fin prévue de la thèse : Juillet/2018
    Financement : CSC (China Scholarship Council)

    Collection : Thèses en cours
    Date : 2015