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  • 2013-2022
  • Doctoral thesis
  • IT
  • Hyper Article en Ligne

10
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  • Open Access English
    Authors: 
    Bonincontro, Danilo;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, Italy

    The depletion of fossil-derived resources and the need to decrease the emission of green-house gases led scientists to look for sustainable materials to replace the already existing fossil-derived ones. For instance, 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) has been pointed out as the bioderived counterpart of terephthalic acid for the synthesis of polyesters. In fact, FDCA could be obtained by means of selective oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF), a bio-derived platform molecule produced by glucose hydrolysis. This reaction is known to be catalyzed by supported metal nanoparticle systems in presence of inorganic bases under batch conditions. This work deals with the development of catalytic systems able to perform the base-free HMF oxidation, since the possibility to circumvent base addition leads more sustainable processes. In particular, two different sets of catalytic systems have been studied: mono- and bimetallic Au and Pd nanoparticles on nano-sized NiO, and mono- and bimetallic Pt/Sn systems on titania, prepared via cluster precursor decomposition. Another topic that will be discussed in this thesis focuses on the development of catalytically active polymeric membranes obtained via electrospinning and their application as catalytic system for HMF oxidation either under basic and neutral aqueous conditions. In details, polyacrylonitrile and nylon have been tested as electrospun polymeric matrixes for the embedding of Au-based nanoparticles and Pt clusters; L'épuisement progressif des matières premières d'origine fossile et la nécessité de réduire les émissions de gaz à effets de serre ont conduit la communauté scientifique à rechercher de nouveaux matériaux dont la production ne dépendra pas de ressources non renouvelables. Dans un autre temps ces matériaux pourront déjà être introduits sur le marché afin de substituer des produits déjà existant qui proviennent de matières premières fossiles. Par exemple, l'acide 2,5-furandicarboxylique (FDCA) obtenu par valorisation de la biomasse lignocellulosique est un potentiel substituant de l'acide téréphtalique actuellement utilisé pour la production de polyesters. En effet, le FDCA peut être obtenu par oxydation sélective du 5-hydroxyméthylfurfural (HMF) synthétisé à partir de la biomasse lignocellulosique. Ainsi, ce travail de thèse peut être défini par deux problématiques principales : (1) Le développement de catalyseurs pour l'oxydation de HMF en FDCA sans utiliser de bases inorganiques et (2) Développement de membranes catalytiques de polymères pour la future adaptation du procédé d'oxydation en réacteur à flux continu. Pour ce qui concerne l'oxydation de HMF dans des conditions neutres, une première étude s'est intéressée à la possibilité d'utiliser de l'oxyde de nickel nanométrique comme support pour des nanoparticules. Ensuite, la possibilité d'utiliser des nanoparticules de Pt supportées sur du TiO2 obtenues par décomposition contrôlée de clusters carbonyliques a été étudiée. Ainsi, des membranes de polymère obtenues par électrospinning, contenant les nanoparticules métalliques étudiées précédemment, ont été appliquées comme système catalytique pour l'oxydation du HMF

  • Open Access English
    Authors: 
    Farina, Giovanni;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, France, Italy

    Reliable communication is a fundamental primitive in distributed systems prone to Byzantine (i.e. arbitrary, and possibly malicious) failures to guarantee the integrity, delivery, and authorship of the messages exchanged between processes. Its practical adoption strongly depends on the system assumptions. Several solutions have been proposed so far in the literature implementing such a primitive, but some lack in scalability and/or demand topological network conditions computationally hard to be verified. This thesis aims to investigate and address some of the open problems and challenges implementing such a communication primitive. Specifically, we analyze how a reliable communication primitive can be implemented in 1) a static distributed system where a subset of processes is compromised, 2) a dynamic distributed system where part of the processes is Byzantine faulty, and 3) a static distributed system where every process can be compromised and recover.We define several more efficient protocols and we characterize alternative network conditions guaranteeing their correctness.; Une communication fiable est une primitive fondamentale dans les systèmes distribués sujets aux pannes Byzantines (c'est-à-dire arbitraires et éventuellement malveillants) pour garantir l'intégrité, l’authenticité et la livraison des messages échangés entre les processus. Son adoption pratique dépend fortement des hypothèses du système. Plusieurs solutions ont été proposées jusqu'à présent dans la littérature mettant en œuvre une telle primitive, mais certaines manquent d'évolutivité et / ou exigent des conditions de réseau topologiques difficiles à vérifier.Cette thèse vise à étudier et à résoudre certains des problèmes et défis ouverts implémentant une telle primitive de communication. Plus précisément, nous analysons comment une primitive de communication fiable peut être implémentée dans 1) un système distribué statique où un sous-ensemble de processus est compromis, 2) un système distribué dynamique où une partie des processus est Byzantiné, et 3) un système distribué statique où chaque processus peut être compromis et récupérer.Nous définissons plusieurs protocoles plus efficaces et nous caractérisons des conditions de réseau alternatives garantissant leur exactitude.

  • Open Access English
    Authors: 
    Cardillo, Giulia;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, Italy

    Dans cette thèse, trois modèles mathématiques ont été proposés, avec l’objectif de modéliser autant d’aspects complexes de la biomédecine, dans lesquels la dynamique des fluides du système joue un rôle fondamental: i) les interactions fluide-structure entre la pulsatilité du liquide céphalo-rachidien et la moelle épinière (modélisation analytique); ii) dispersion efficace d’un médicament dans l’espace sous-arachnoïdien (modélisation numérique); et iii) la formation et l’évolution d’un thrombus au sein du système cardiovasculaire (modélisation numérique).Le liquide céphalorachidien est un fluide aqueux qui entoure le cerveau et la moelle épinière afin de les protéger. Une connaissance détaillée de la circulation du liquide céphalorachidien et de son interaction avec les tissus peut être importante dans l’étude de la pathogenèse de maladies neurologiques graves, telles que la syringomyélie, un trouble qui implique la formation de cavités remplies de liquide (seringues) dans la moelle épinière.Par ailleurs, dans certains cas, des analgésiques - ainsi que des médicaments pour le traitement de maladies graves telles que les tumeurs et les infections du liquide céphalorachidien - doivent être administrés directement dans le liquide céphalorachidien. L’importance de connaître et de décrire l’écoulement du liquide céphalorachidien, ses interactions avec les tissus environnants et les phénomènes de transport qui y sont liés devient claire. Dans ce contexte, nous avons proposé: un modèle capable de décrire les interactions du liquide céphalo-rachidien avec la moelle épinière, considérant cela, pour la première fois, comme un milieu poreux imprégné de différents fluides (sang capillaire et veineux et liquide céphalo-rachidien); et un modèle capable d’évaluer le transport d’un médicament dans l’espace sousarachnoïdien, une cavité annulaire remplie de liquide céphalo-rachidien qui entoure la moelle épinière.Avec le troisième modèle proposé, nous entrons dans le système cardiovasculaire.Dans le monde entière, les maladies cardiovasculaires sont la cause principale de mortalité. Parmi ceux-ci, nous trouvons la thrombose, une condition qui implique la formation d’un caillot à l’intérieur d’un vaisseau sanguin, qui peut causer sa occlusion. À cet égard, un modèle numérique a été développé qui étudie la formation et l’évolution des thrombus, en considérant simultanément les aspects chimico-biomécaniques et dynamiques des fluides du problème. Dans le modèle proposé pour la première fois, l'importance du rôle joué par les gradients de contrainte de cisaillement dans le processus de thrombogenèse est pris en compte.Les modèles sélectionnés ont fourni des résultats intéressants. Tout d’abord, l’étude des interactions fluide-structure entre le liquide céphalo-rachidien et la moelle épinière a mis en évidence es conditions pouvant induire l’apparition de la syringomyélie. Il a été observé comment la déviation des valeurs physiologiques du module d’Young de la moelle épinière, les pressions capillaires dans l’interface moelle-espace sousarachnoïdien et la perméabilité des compartiments capillaire et veineux, conduisent à la formation de seringues.Le modèle de calcul pour l’évaluation de la dispersion pharmacologique dans l’espace sousarachnoïdien a permis une estimation quantitatif de la diffusivité effective du médicament, une quantité qui peut aider à l’optimisation des protocoles d’injections intrathécales.Le modèle de thrombogenèse a fourni un instrument capable d’étudier quantitativement l’évolution des dépôts de plaquettes dans la circulation sanguine. En particulier, les résultats ont fourni des informations importantes sur la nécessité de considérer le rôle de l’activation mécanique et de l’agrégation des plaquettes aux côtés de la substance chimique. In the present thesis, three mathematical models are described. Three different biomedical issues, where fluid dynamical aspects are of paramount importance, are modeled: i) Fluid-structure interactions between cerebro-spinal fluid pulsatility and the spinal cord (analytical modeling); ii) Enhanced dispersion of a drug in the subarachnoid space (numerical modeling); and iii) Thrombus formation and evolution in the cardiovascular system (numerical modeling).The cerebrospinal fluid (CSF) is a liquid that surrounds and protects the brain and the spinal cord. Insights into the functioning of cerebrospinal fluid are expected to reveal the pathogenesis of severe neurological diseases, such as syringomyelia that involves the formation of fluid-filled cavities (syrinxes) in the spinal cord.Furthermore, in some cases, analgesic drugs -- as well drugs for treatments of serious diseases such as cancers and cerebrospinal fluid infections -- need to be delivered directly into the cerebrospinal fluid. This underscores the importance of knowing and describing cerebrospinal fluid flow, its interactions with the surrounding tissues and the transport phenomena related to it. In this framework, we have proposed: a model that describes the interactions of the cerebrospinal fluid with the spinal cord that is considered, for the first time, as a porous medium permeated by different fluids (capillary and venous blood and cerebrospinal fluid); and a model that evaluates drug transport within the cerebrospinal fluid-filled space around the spinal cord --namely the subarachnoid space--.The third model deals with the cardiovascular system. Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide, among these diseases, thrombosis is a condition that involves the formation of a blood clot inside a blood vessel. A computational model that studies thrombus formation and evolution is developed, considering the chemical, bio-mechanical and fluid dynamical aspects of the problem in the same computational framework. In this model, the primary novelty is the introduction of the role of shear micro-gradients into the process of thrombogenesis.The developed models have provided several outcomes. First, the study of the fluid-structure interactions between cerebro-spinal fluid and the spinal cord has shed light on scenarios that may induce the occurrence of Syringomyelia. It was seen how the deviation from the physiological values of the Young modulus of the spinal cord, the capillary pressures at the SC-SAS interface and the permeability of blood networks can lead to syrinx formation.The computational model of the drug dispersion has allowed to quantitatively estimate the drug effective diffusivity, a feature that can aid the tuning of intrathecal delivery protocols.The comprehensive thrombus formation model has provided a quantification tool of the thrombotic deposition evolution in a blood vessel. In particular, the results have given insight into the importance of considering both mechanical and chemical activation and aggregation of platelets.

  • Open Access English
    Authors: 
    Folena, Giampaolo;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: Italy, France

    The main driving notion behind my thesis research is to explore the connection between the dynamics and the static in a prototypical model of glass transition, i.e. the mean-field p-spin spherical model. This model was introduced more than 30 years ago with the purpose of offering a simplified model that had the same equilibrium dynamical slowing down, theoretically described a few years earlier by mode-coupling theory. Over the years, the p-spin spherical model has shown to be a very meaningful and promising model, capable of describing many equilibrium and out-of-equilibrium aspects of glasses. Eventually it came to be considered as a prototypical model of glassiness. Having such a simple but rich reference model allows a coherent examination of a subject, in our case the glass behavior, which presents a very intricate phenomenology. Thus, the main purpose is not to have a quantitative prediction of the phenomena, but rather a broader view with a strong analytical basis. In this sense the p-spin model has assumed a role for disordered systems which is comparable to that of the Ising model for understanding ferromagnetism. My research is a natural path to reinforce our knowledge and comprehension of this model. In the first chapter, we provide a general introduction to supercooled liquids and their phenomenology. The introduction is brief, and the main goal is to give a general overview, mainly from the point of view of the Random First Order Transition, while considering other perspectives on the subject and attempting to provide a ‘fair' starting bibliography to whomever wants to study supercooled liquids. The last section focuses on the Potential Energy Landscape paradigm (PEL), which in my view, gives a very solid modelization of glassy phenomenology, and shares many aspects with mean-field analysis. In the second chapter, the p-spin spherical model is presented in details. The equilibrium analysis is performed with the replica formalism, with a focus on the ultrametric structure. Then, different tools to study its free energy landscape are introduced: the TAP approach, the Franz-Parisi potential and the Monasson method. These three different ways of selecting states are carefully contrasted and their analogies and differences are underlined, in particular highlighting the different behavior played by pure and mixed p-spin models. Then the equilibrium dynamics is discussed, and a selection of classical results on the dynamical slowing down are analyzed by numerical integration. To conclude, the out-of-equilibrium dynamics in the two temperature protocol is analyzed. This shows two different regimes, the state following and the aging. For both, an asymptotic analysis and a numerical integration are performed and compared. A strong emphasis is given to the possibility of describing the asymptotic dynamics with a static potential. The third chapter presents all the new results that emerged during my research. The study focuses on the two temperature protocol, starting in equilibrium and setting the second temperature to zero, which corresponds to a gradient descent dynamics. This protocol is especially interesting because it corresponds to the search of inherent structure of the energy landscape. The integrated dynamics, depending on the starting temperature, shows three different regimes, one that corresponds to a new phase, which shows aging together with memory of the initial condition. This new phase is not present in pure p-spin models, only in mixed ones. In order to theoretically describe this new phase, a constrained analysis of the stationary points of the energy landscape is performed. A numerical simulation of the system is also presented to confirm this new scenario.; L'objectif principal de ma thèse est d’explorer le lien entre la dynamique et la statique dans un modèle prototypique de transition vitreuse, i.e. le modèle à champ moyen du p-spin sphérique. Ce modèle a été introduit il y a plus de 30 ans dans le but d’offrir un modèle simplifié ayant, à l'équilibre, le même ralentissement dynamique décrit théoriquement quelques années plus tôt par la théorie des modes couplés. Au fil des ans, le modèle du p-spin sphérique s’est révélé être un modèle très significatif et prometteur, capable de décrire de nombreux aspects d’équilibre et hors équilibre des verres. Avoir un tel modèle de référence simple mais riche permet un examen cohérent d’un sujet, dans notre cas le comportement du verre qui présente une phénoménologie très complexe. Ainsi, le but principal n’est pas d’avoir une prédiction quantitative des phénomènes, mais plutôt une vue plus large avec une forte base analytique. En ce sens, le modèle du p-spin a assumé un rôle pour les systèmes désordonnés qui est comparable à celui du modèle Ising pour comprendre le ferromagnétisme. Ma recherche est une voie naturelle pour renforcer notre connaissance et notre compréhension de ce modèle. Dans le premier chapitre, nous donnons une introduction générale aux liquides surfondus et leur phénoménologie. L’introduction est brève, et l’objectif principal est de donner un aperçu général, principalement du point de vue de la transition aléatoire du premier ordre, tout en tenant compte d’autres points de vue sur le sujet et en essayant de fournir une « bonne » bibliographie de départ à quiconque veut étudier les liquides surfondus. La dernière section se concentre sur le paradigme du surface d'énergie potentielle (PEL), qui, à mon avis, donne une modélisation très solide de la phénoménologie vitreuse, et partage de nombreux aspects avec l’analyse du champ moyen. Dans le deuxième chapitre, le modèle du p-spin sphérique est présenté en détail. L’analyse d’équilibre est réalisée avec le formalisme des répliques, avec un accent sur la structure ultramétrique. Ensuite, différents outils pour étudier son paysage d’énergie libre sont présentés: l’approche TAP, le potentiel de Franz-Parisi et la méthode de Monasson. Ces trois manières différentes de sélectionner les états sont soigneusement contrastées et leurs analogies et différences sont soulignées, en particulier le comportement différent joué par les modèles du p-spin purs et mixtes. Ensuite, la dynamique d’équilibre est discutée, et une sélection de résultats classiques sur le ralentissement dynamique sont analysés par intégration numérique. Pour conclure, la dynamique hors équilibre dans le protocole à deux températures est analysée. Cela montre deux régimes différents, des états suivables et du vieillissement. Pour les deux, une analyse asymptotique et une intégration numérique sont effectuées et comparées. L’accent est mis sur la possibilité de décrire la dynamique asymptotique avec un potentiel statique. Le troisième chapitre présente tous les nouveaux résultats qui ont émergé au cours de mes recherches. L’étude se concentre sur le protocole à deux températures, commençant à l’équilibre et fixant la deuxième température à zéro, ce qui correspond à une dynamique de descente du gradient. Ce protocole est particulièrement intéressant car il correspond à la recherche de la structure inhérente du paysage énergétique. La dynamique intégrée, en fonction de la température de départ, montre trois régimes différents. Une de ceux-ci corresponde à une nouvelle phase, qui présente le vieillissement avec la mémoire de la condition initiale. Cette nouvelle phase n’est pas présente dans les modèles du p-spin pure, seulement dans les modèles mixtes. Afin de décrire théoriquement cette nouvelle phase, une analyse des points stationnaires du paysage énergétique est effectuée. Une simulation numérique du système est également présentée pour confirmer ce nouveau scénario.

  • Open Access English
    Authors: 
    Bocco, Andrea;
    Publisher: HAL CCSD
    Country: France

    Most of the Floating-Point (FP) hardware units support the formats and the operations specified in the IEEE 754 standard. These formats have fixed bit-length. They are defined on 16, 32, 64, and 128 bits. However, some applications, such as linear system solvers and computational geometry, benefit from different formats which can express FP numbers on different sizes and different tradeoffs among the exponent and the mantissa fields. The class of Variable Precision (VP) formats meets these requirements. This research proposes a VP FP computing system based on three computation layers. The external layer supports legacy IEEE formats for input and output variables. The internal layer uses variable-length internal registers for inner loop multiply-add. Finally, an intermediate layer supports loads and stores of intermediate results to cache memory without losing precision, with a dynamically adjustable VP format. The VP unit exploits the UNUM type I FP format and proposes solutions to address some of its pitfalls, such as the variable latency of the internal operation and the variable memory footprint of the intermediate variables. Unlike IEEE 754, in UNUM type I the size of a number is stored within its representation. The unit implements a fully pipelined architecture, and it supports up to 512 bits of precision, internally and in memory, for both interval and scalar computing. The user can configure the storage format and the internal computing precision at 8-bit and 64-bit granularity This system is integrated as a RISC-V coprocessor. The system has been prototyped on an FPGA (Field-Programmable Gate Array) platform and also synthesized for a 28nm FDSOI process technology. The respective working frequencies of FPGA and ASIC implementations are 50MHz and 600MHz. Synthesis results show that the estimated chip area is 1.5mm2, and the estimated power consumption is 95mW. The experiments emulated in an FPGA environment show that the latency and the computation accuracy of this system scale linearly with the memory format length set by the user. In cases where legacy IEEE-754 formats do not converge, this architecture can achieve up to 130 decimal digits of precision, increasing the chances of obtaining output data with an accuracy similar to that of the input data. This high accuracy opens the possibility to use direct methods, which are more sensitive to computational error, instead of iterative methods, which always converge. However, their latency is ten times higher than the direct ones. Compared to low precision FP formats, in iterative methods, the usage of high precision VP formats helps to drastically reduce the number of iterations required by the iterative algorithm to converge, reducing the application latency of up to 50%. Compared with the MPFR software library, the proposed unit achieves speedups between 3.5x and 18x, with comparable accuracy. La plupart des unités matérielles arithmétiques à virgule flottante (en anglais Floating-Point, FP) prennent en charge les formats et les opérations spécifiés dans le standard IEEE 754. Ces formats ont une longueur en bits fixe et sont définis sur 16, 32, 64 et 128 bits. Cependant, certaines applications, par exemple les solveurs de systèmes linéaires, ou encore la géométrie computationnelle, pourraient bénéficier de formats différents pour représenter les flottants sur différentes tailles, avec différents compromis entre les champs des exposant et mantisse. La classe des formats de précision variable (en anglais Variable Precision, VP) répond à ces exigences. L'objectif de cette recherche est de proposer un système de calcul VP capable d'augmenter la précision ou l'efficacité de calcul des problèmes en offrant une granularité plus fine des opérations FP. Ce travail propose un système de calcul FP à VP basé sur trois couches de calcul. La couche externe prend en charge les formats IEEE existants pour les variables d'entrée et de sortie. La couche interne utilise des registres de longueur variable pour les opérations de multiplication-addition à haute précision. Enfin, une couche intermédiaire prend en charge le chargement et le stockage des résultats intermédiaires dans la mémoire cache sans perte de précision, avec un format VP réglable dynamiquement. Le support des formats différents entre la représentation interne et le stockage en mémoire proche permets d'envisager des "grands vecteurs" en VP avec la possibilité d’avoir une haute précision de calcul dans la couche interne. L'unité à VP exploite le format FP UNUM de type I, en proposant des solutions pour remédier à certains de ses difficultés intrinsèques, telles que la latence variable de l'opération interne et l'empreinte mémoire variable des variables intermédiaires. Contrairement aux formats définis par IEEE 754, dans l'UNUM de type I, la taille d'un nombre est stockée dans la représentation elle-même. Ce travail propose une architecture de jeu d'instructions pour programmer le système de calcul VP qui suit la structure des couches de calcul susmentionnée. L'objectif de cette ISA est d'établir une séparation claire entre le format de la mémoire et celui à l'intérieur du coprocesseur. Avec cette ISA, le programmeur peut écrire des programmes VP de telle sorte que les instructions assembleur générées soient décorrélées de la taille et des formats des variables du programme. Cette décorrélation se fait en stockant les informations sur la taille, la précision et le format des variables du programme dans des registres d'état dédiés, à l'intérieur de l'unité VP. Ces registres d’état sont utilisés par une unité de chargement et de stockage (Load and Store Unit, LSU), étroitement couplée à l'unité de calcul VP, qui prend en charge la conversion des données entre les couches de calcul.

  • Open Access English
    Authors: 
    Mazzoleni, Antonio;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, Italy, France

    The main purpose of this thesis was to develop peptide probes to detect and isolate specific and high affinity antibodies from sera of patients suffering from multiple sclerosis (MS). We selected a di-glucosylated adhesin HMW1 peptide as the shortest sequence up to now able to compete with the highest affinity with anti-N(Glc) IgM binding. 40 kDa dextran was modified with propargyl groups and used as a scaffold to conjugate by CuAAC the di-glucosylated peptide. This novel polymeric structure was proven to dramatically increase binding potency of IgGs and IgMs in MS sera. Abs from a representative MS serum, were successfully purified on a sepharose resin specifically modified with the adhesin peptide-dextran conjugate, as confirmed by ELISA. This result appears promising as a proof-of-concept of the selective removal of circulating autoantibodies (possibly perpetuating nonself recognition) that could likely lead to develop a specific apheresis-based device.; Le but principal de ce travail de thèse a été de développer des sondes peptidiques pour détecter et isoler des auto-anticorps spécifiques à haute affinité à partir du sérum de patients souffrant de sclérose en plaques (SEP). Nous avons sélectionné un peptide di-glucosylé de l’adhésine HMW1 comme séquence minimale capable de détecter les anti-N(Glc) IgM. Ainsi, un dextrane de 40 kDa a été modifié avec des groupes propargyle et a été utilisé comme échafaudage pour conjuguer par CuAAC le peptide N-glucosylée. On a prouvé que ce nouveau polymère augmente considérablement la puissance de la liaison des IgG et IgM caractéristique de la forme de SEP que nous venons de caractériser. Les anticorps d'un sérum représentatif ont été purifiés avec succès, comme confirmé par test ELISA. Ce résultat semble prometteur en tant que preuve de concept de la possible déplétion sélective des auto-anticorps circulants dans la SEP, qui pourrait conduire à développer un dispositif thérapeutique spécifique basé sur aphérèse.

  • English
    Authors: 
    Dreschke, Gilbert;
    Publisher: HAL CCSD
    Project: EC | ABWET (643071)

    Hydrogen has revealed a great potential as a versatile and non-polluting energy carrier of the future providing a high energy density and an efficiently conversion to usable power. Dark fermentation is one of the most promising biological production processes, but still has to overcome major challenges, most importantly low hydrogen production rates (HPRs) and hydrogen yields (HYs), before its industrial application becomes cost- and energy-efficient.In this work, we aimed to optimize the hydrogen production via dark fermentation by Thermotoga neapolitana. The main objectives were to enhance the HPR and maintaining a high HY using different approaches to counteract process limitations and prevent the most relevant inhibitions. Furthermore, a development of the industrially preferred continuous-flow process was projected. An increase of the initial biomass concentration from 0.46 to 1.74 g CDW/L in batch bioassays resulted in a more than 2-fold enhancement of the HPR up to 654 (±30) mL/L/h without negatively affecting the HY. However, while the volumetric productivity increased the specific HPR (per unit of biomass) was negatively correlated with the HPR and the biomass concentration. Subsequently, we investigated the supersaturation of hydrogen in the liquid phase (H2aq) in batch bioassays. At 100 rpm agitation H2aq supersaturated up to 3 times the equilibrium concentration. Increasing the agitation speed diminished the accumulation of H2aq until an equilibrium between the gas and liquid phase hydrogen was reached with 500 rpm agitation at low cell concentrations. A raise from 200 to 600 rpm gradually reduced H2aq from 21.9 (± 2.2) to 8.5 (± 0.1) mL/L and approximately doubled the HPR, revealing a direct correlation between the two parameters. Similarly, the addition of K1 carrier and H2-rich biogas recirculation (GaR) successfully counteracted the accumulation of H2aq. Accelerating the process by increasing the reactors biomass concentration up to 0.79 g CDW/L, GaR revealed to be more efficient in removing H2aq than 500 rpm agitation. The application of GaR at 300 and 500 rpm enhanced the HPR by approximately 260% up to 850 (± 71) mL H2/h/L, compared to a sole 300 rpm agitation, reaching a HY of 3.5 mol/mol glucose. We demonstrated that an insufficient gas-liquid mass transfer leads to the accumulation of H2aq which inhibits the yield but even more so the rate of dark fermentation. In the final phase of this project we successfully maintained continuous-flow hydrogen production. Increasing the feed glucose concentration from 11.1 to 41.6 mM diminished the HY from 3.6 (± 0.1) to 1.4 (± 0.1) mol H2/mol glucose. The HPR increased concomitantly up to approximately 55 mL/L/h at 27.8 mM of glucose, whereas a further increase of feed glucose to 41.6 mM did not enhance the HPR and the AA concentration. To investigate whether high levels of AA limited the process, the feed AA concentration was gradually increased. However, this revealed no negative effect on continuous dark fermentation up to 240 mM of feed AA and, throughout the 110 days of continuous fermentation, the HY increased by 47%. Decreasing the HRT from 24 to 7 h also led to a HPR enhancement from 82 (± 1) to 192 (± 4) mL/L/h, while decreasing the HY. Concomitantly, the H2aq accumulated, directly correlated to the HPR reaching 15.6 mL/L at an HRT of 7 h and 500 rpm agitation. The application of GaR efficiently counteracted the supersaturation of H2aq and allowed the highest HPR of 277 mL/L at a HRT of 5 h; L'hydrogène a révélé un grand potentiel en tant que vecteur d'énergie du futur polyvalent et non polluant, offrant une densité d'énergie élevée et une conversion efficace en puissance utilisable. La fermentation noire est l'un des procédés de production biologique les plus prometteurs, mais doit encore surmonter des défis majeurs, notamment des taux de production d'hydrogène faibles (HPR) et des rendements en hydrogène (HY), avant que son application industrielle ne devienne économe en énergie et en coûts. Dans ce travail, nous avons cherché à optimiser la production d’hydrogène par fermentation noire de Thermotoga neapolitana. Les principaux objectifs étaient d'améliorer le HPR et de maintenir une HY élevée en utilisant différentes approches pour contrecarrer les limitations des processus et prévenir les inhibitions les plus pertinentes. En outre, un développement du procédé à flux continu privilégié par l'industrie a été prévu. Une augmentation de la concentration de biomasse initiale de 0,46 à 1,74 g CDW / L dans les essais biologiques en lots a entraîné une augmentation de plus de 2 fois de la HPR jusqu'à 654 (± 30) mL / L / h sans affecter négativement l'HY. Cependant, alors que la productivité volumétrique augmentait, le HPR spécifique (par unité de biomasse) était négativement corrélé avec le HPR et la concentration de biomasse. Par la suite, nous avons étudié la sursaturation en hydrogène de la phase liquide (H2aq) dans des essais biologiques par lots. À 100 tr / min d'agitation, H2aq est sursaturé jusqu'à 3 fois la concentration à l'équilibre. L'augmentation de la vitesse d'agitation diminuait l'accumulation de H2aq jusqu'à atteindre un équilibre entre l'hydrogène en phase gazeuse et liquide en agitation à 500 tr / min à de faibles concentrations cellulaires. Une augmentation de 200 à 600 tr / min a réduit progressivement l'H2aq de 21,9 (± 2,2) à 8,5 (± 0,1) mL / L et a presque doublé le HPR, révélant une corrélation directe entre les deux paramètres. De même, l’ajout de supports K1 et de recirculation de biogaz riche en H2 (GaR) a permis de contrecarrer l’accumulation de H2aq. En accélérant le processus en augmentant la concentration de biomasse dans les réacteurs jusqu'à 0,79 g CDW / L, le GaR s'est révélé plus efficace pour éliminer l'H2aq que l'agitation à 500 tr / min. L'application de GaR à 300 et 500 tr / min a augmenté le HPR d'environ 260% à 850 (± 71) mL H2 / h / L, par rapport à une agitation à 300 tr / min, atteignant une HY de 3,5 mol / mol de glucose. Nous avons démontré qu'un transfert de masse gaz-liquide insuffisant conduit à une accumulation de H2aq qui inhibe le rendement, mais plus encore le taux de fermentation à l'obscurité. Dans la phase finale de ce projet, nous avons réussi à maintenir la production d'hydrogène à débit continu. L'augmentation de la concentration en glucose de l'alimentation, de 11,1 à 41,6 mM, a entraîné une diminution de l'HY de 3,6 (± 0,1) à 1,4 (± 0,1) mol H2 / mol de glucose. L’HPR a augmenté simultanément jusqu’à environ 55 ml / L / h à 27,8 mM de glucose, tandis qu’une augmentation supplémentaire du glucose dans l’alimentation animale à 41,6 mM n’a pas augmenté les concentrations en HPR et en AA. Pour rechercher si des taux élevés d'AA limitaient le processus, la concentration en AA de l'alimentation a été progressivement augmentée. Cependant, cela n'a révélé aucun effet négatif sur la fermentation à l'obscurité en continu jusqu'à 240 mM de nourriture AA et, tout au long des 110 jours de fermentation en continu, l'HY a augmenté de 47%. La réduction du THS de 24 à 7 h a également entraîné une augmentation du taux de HPR de 82 (± 1) à 192 (± 4) mL / L / h, tout en diminuant le HY. De manière concomitante, le H2aq accumulé est directement corrélé au HPR atteignant 15,6 mL / L pour un THS de 7 h et à une agitation de 500 tr / min. L'application de GaR a efficacement neutralisé la sursaturation en H2aq et a permis d'obtenir le HPR le plus élevé de 277 mL / L à un THS de 5 h

  • Open Access French
    Authors: 
    Russo, Ugo;
    Publisher: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
    Country: Italy

    Cette thèse se propose d’étudier la déclinaison bolonaise du Movimento del ’77, un mouvement politique et créatif italien qui voit le jour en 1977, après une décennie de mobilisations et de contre-cultures à l’échelle internationale. La ville de Bologne, vitrine du communisme italien et du « modello emiliano », siège de la plus ancienne Université du monde occidental, connaît, dans les années 1970, un élan contre-culturel majeur et protéiforme : revues underground (A/traverso), premières radios libres (Radio Alice), théâtre expérimental, balbutiements du punk rock italien, graffitis et happenings des Indiani metropolitani… Imprégné de la pensée de Deleuze et Guattari, entre autres, le mouvement se diffuse de façon « rhizomatique ». En convoquant le concept bakthinien de « renversement carnavalesque » et en l’appliquant au champ de la contre-culture, notre travail tente de redéfinir les caractéristiques des productions du Movimento del ’77 : des productions toujours à la croisée du politique et du poétique, marquées par des mécanismes iconoclastes de rabaissement et de trivialisation propres au carnaval et renvoyant à son potentiel révolutionnaire. Notre recherche vise enfin à nuancer les lectures qui font des années 1980 la décennie du « reflux » politique et de l’individualisme. Malgré les « années de plomb », malgré la défaite politique, quelque chose est resté des expériences créatives. Les ferments du Movimento del ‘77 se spatialisent alors et investissent la province intégrée de Bologne, dans une véritable « dérive psychogéographique » qui a tout d’une méditation post-politique. This thesis aims to study the Bolognese version of the Movimento del ’77: an Italian political and creative movement that emerged in 1977, after a decade of international mobilizations and countercultures. The city of Bologna, flagship of the Italian communism and the “Emilian model”, home of the oldest University in the Western world, experienced in the 1970s a major and versatile counter-cultural impetus: underground magazines (A/traverso), first free radio stations (Radio Alice), experimental theater, early Italian punk rock bands, graffiti and happenings of the Indiani metropolitani… Impregnated with the philosophy of Deleuze and Guattari among others, the movement spreads in a “rhizomatic” way. By invoking the Bakthinian concept of “carnival reversal” and applying it to the field of counterculture, our work attempts to redefine what characterizes the productions of the Movimento del '77. At the crossroads of politics and poetry, these creations are marked by the iconoclastic mechanisms of degradation and trivialization that are specific to the carnival and refer to its revolutionary potential. Finally, our research brings some nuance to a vision of the 1980s as the decade of political "reflux" and individualism. Despite the “years of Lead” and political defeats, these creative experiences have not been in vain. The ferments of the Movimento del ‘77 then spatialize and spread through the integrated province of Bologna, in a true "psychogeographical drifting" which resembles a post-political meditation.

  • Open Access English
    Authors: 
    Nicosia, Alessia;
    Publisher: Università degli studi di Ferrara
    Countries: France, Italy

    Heterogeneous ice nucleation is one element inside the overall complexity of the Earth's atmosphere, however, it has a profound impact on our representation of cloud properties: this process affects the optical thickness and lifetime of mixed-phase clouds and cirrus clouds, and it is responsible for a significant proportion of precipitations formed globally. Heterogeneous ice nucleation is related to the presence of specific aerosol particles, named ice nuclei particles (INP), with the unique ability of lowering the energy barrier required for the formation of ice crystals, especially where cloud’s temperatures are >-38 °C. In the last decades, significant advancements have been made to the fundamental understanding of ice nucleation, however the lack of knowledge on the cloud ice phase still contributes to major uncertainties in climate model prediction of radiative forcing. This is partly due to limited observational data quantifying INP distributions and properties all over the world, especially in remote locations. In the first part of this thesis, field observations of ice nucleating particles have been performed at the Italian Climate Observatory “O. Vittori” on Mountain Cimone (2165 m above sea level), in the spring 2014 and autumn 2015, within the Bacchus and Air Sea Lab projects. For the first time we report the results of offline INP measurements, performed at a high altitude site within the Mediterranean basin. In the period 19-29 May 2014, a parallel campaign took place at the low-altitude station San Pietro Capofiume, a rural site in the Po Valley. The two campaigns were concerned, for a few days, by a Saharan Dust transport Event, which was recorded simultaneously at the high and the low-level station. We investigated the ambient number concentration of INP under condensation freezing activation mechanism (at -18 °C and above water saturation). In the second part of this thesis, we present the observations that were performed during the Arctic campaign Parcs-Maca, in the period of transition among the polar night and the polar day. We could characterise for the first time the ice nucleating and physical/chemical properties of the Arctic Primary Marine Aerosol, in a laboratory-controlled generation approach, that was combined to a mesocosm experiment. The aim of the mesocosm experiment was to adopt a multidisciplinary approach to study the effect of marine pollution on marine emissions. We found a moderate but significant decrease of the ice nuclei concentration in the polluted seawater (with respect to the control seawater) recorded in the freezing range between -8.5 and -19 °C and activated through immersion-freezing. Within the seaspray our measurements have indicated a relation among INP active at warm temperature (above -15 °C through immersion-freezing) and a calcium enrichment detected in PM1 filters (and followed by an apparent Chloride depletion). On the basis of our observations, and the results reported from other studies, a few suggestions on the nature of these marine ice nuclei have been suggested. In summary, the measurements made for this thesis provide new information on the concentrations of ice nuclei in ambient aerosol particles in remote regions (a high-altitude observatory in the central Mediterranean region) and in relation to a specific source (the Arctic sea spray).; La nucléation hétérogène de la glace est un processus, entre autres, qui concerne les phénomènes complexes de l'Atmosphère terrestre, cependant son impact est déterminant pour les propriétés et le temps de vie des nuages : ce processus affecte l'épaisseur optique et la durée de vie des nuages en phase mixte et froide et il est responsable d'une proportion significative des précipitations à l'échelle mondiale. La nucléation hétérogène de la glace est liée à la présence de particules d'aérosol spécifiques, nommées noyaux glaçogènes (acronyme INP depuis l’anglais), avec la propriété de réduire l’énergie de seuil exigée pour la formation des cristaux de glace, et dont le rôle est influent pour des températures de nuage >-38 °C. Dans les dernières décennies, des avancements significatifs ont été faits dans la description des noyaux glaçogènes, cependant leur compréhension reste incomplète et ceci influence les incertitudes sur les estimations de forçage radiatif dans les modèles climatiques. Il manque un grand nombre d’observations sur les distributions et propriété des 'INP' à l’échelle globale, spécialement en région éloignée. Dans la première partie de cette thèse, sont présentées des mesures de noyaux glaçogènes faites à l'Observatoire Climatique Italien "O. Vittori" sur la Montagne Cimone (2165 m au-dessus du niveau de la mer), pendant le printemps 2014 et l’automne 2015, sous les projets Bacchus et Air Sea Lab. Pour la première fois des mesures de INP hors ligne, reliés à un site de haute altitude du bassin méditerranéen sont présentées. Pendant la période du 19 au 29 mai 2014, une autre campagne a eu lieu en parallèle à la station San Pietro Capofiume, un site rural de basse altitude dans la Vallée du Po. Pendant quelques jours, les deux campagnes ont été concernées par un phénomène de Transport de Poussière Saharienne, qui a été enregistré simultanément dans la station de bas et de haute altitude. Nous avons examiné la concentration atmosphérique de INP activés à travers une congélation par condensation de vapeur (à -18°C et au-dessus de la pression de vapeur saturante). Dans la deuxième partie de cette thèse, sont présentées les observations qui ont été menées pendant la campagne arctique Parcs-Maca, dans la période de transition entre la nuit polaire et le jour polaire. Pour la première fois on reporte la caractérisation des propriétés glaçogènes et physiques/chimiques de l’aérosol marin primaire Arctique, dans une approche de génération contrôlée en laboratoire, qui a été combinée à une expérience de mesocosm. Le but de l'expérience de mesocosm était d'adopter une approche pluridisciplinaire afin d’étudier l'effet de la pollution marine sur les émissions marines. Nous avons trouvé une diminution modérée mais significative de la concentration de noyaux glaçogènes dans l'eau de mer polluée (par rapport à l'eau de mer du contrôle) pour des noyaux glaçogènes actives en congélation par immersion entre -8.5 et -19 °C. En ce qui concerne le spray marin, nos mesures indiquent une relation parmi les INP actifs à des températures chaudes (en congélation par immersion et au-dessus de -15 °C) et un enrichissement du Calcium détecté dans les filtres PM1 (suivi par un apparent épuisement du Chlorure). Sur la base de nos observations et des résultats publiés en littérature, quelque indication a été suggéré sur la nature de ces noyaux glaçogènes marins. En conclusion, les mesures effectuées dans cette thèse fournissent des nouvelles informations sur les concentrations de noyaux glaçogènes pour des particules d’aérosols en régions éloignées (un observatoire à haute altitude dans la région méditerranéenne centrale) et par rapport à une source spécifique (le spray marin Arctique).

  • Open Access Italian
    Authors: 
    Rossetti, Federica;
    Publisher: HAL CCSD

    La présente étude propose une recherche sur la fortune de Perse (auteur satirique latin du I siècle ap. J. Ch.) pendant la Renaissance et l’édition critique du commentaire des Satires de Giovanni Britannico (humaniste, imprimeur et professeur de Rhétorique à Brescia au XVe siècle), ouvrage publié pour la première fois à Brescia en 1481 et qui bénéficia d’une énorme diffusion en France. Le premier chapitre de la thèse est consacré à la réception de Perse en Italie durant le XVe siècle et passe en revue les commentaires des Satires précédent l’ouvrage de Britannico. Le deuxième propose un profil biographique de l’humaniste et analyse son oeuvre, en l’inscrivant dans le cadre de l’activité éditoriale et typographique de sa famille. Le troisième présente la structure et les caractéristiques du commentaire et met en lumière les nouveautés exégétiques de l’ouvrage en rapport avec la production contemporaine. Le quatrième chapitre est consacré à la réception du commentaire en Europe durant la première moitié du XVIe siècle. La thèse se termine avec l’édition du commentaire, accompagnée d’un apparat critique qui présente les variantes et les sources de l’ouvrage. The aim of the thesis is to investigate about the reception of Persius’ poetry in the Renaissance period and to provide a critical edition of Giovanni Britannico’s commentary on Satires. Britannico’s work was published in Brescia in 1481 and it enjoyed a great diffusion and great appreciation in France during the 16th Century. The first chapter analyses Persius Satires reception in Italy during the second half of the 15th Century, by reviewing commentaries written before Britannico’s work.Then the thesis provides a biographical profile of the author and it analyses his literary production in the context of editorial and printing press activity of his family. The third chapter describes the structure and the features of the commentary, by comparing it with contemporary production on Persius. The last one studies the reception of the commentary in Europe in 16th Century. The critical edition of Britannico’s commentary is accompanied by a critical apparatus providing information about variant reading of the text and about its sources.

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  • Open Access English
    Authors: 
    Bonincontro, Danilo;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, Italy

    The depletion of fossil-derived resources and the need to decrease the emission of green-house gases led scientists to look for sustainable materials to replace the already existing fossil-derived ones. For instance, 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) has been pointed out as the bioderived counterpart of terephthalic acid for the synthesis of polyesters. In fact, FDCA could be obtained by means of selective oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF), a bio-derived platform molecule produced by glucose hydrolysis. This reaction is known to be catalyzed by supported metal nanoparticle systems in presence of inorganic bases under batch conditions. This work deals with the development of catalytic systems able to perform the base-free HMF oxidation, since the possibility to circumvent base addition leads more sustainable processes. In particular, two different sets of catalytic systems have been studied: mono- and bimetallic Au and Pd nanoparticles on nano-sized NiO, and mono- and bimetallic Pt/Sn systems on titania, prepared via cluster precursor decomposition. Another topic that will be discussed in this thesis focuses on the development of catalytically active polymeric membranes obtained via electrospinning and their application as catalytic system for HMF oxidation either under basic and neutral aqueous conditions. In details, polyacrylonitrile and nylon have been tested as electrospun polymeric matrixes for the embedding of Au-based nanoparticles and Pt clusters; L'épuisement progressif des matières premières d'origine fossile et la nécessité de réduire les émissions de gaz à effets de serre ont conduit la communauté scientifique à rechercher de nouveaux matériaux dont la production ne dépendra pas de ressources non renouvelables. Dans un autre temps ces matériaux pourront déjà être introduits sur le marché afin de substituer des produits déjà existant qui proviennent de matières premières fossiles. Par exemple, l'acide 2,5-furandicarboxylique (FDCA) obtenu par valorisation de la biomasse lignocellulosique est un potentiel substituant de l'acide téréphtalique actuellement utilisé pour la production de polyesters. En effet, le FDCA peut être obtenu par oxydation sélective du 5-hydroxyméthylfurfural (HMF) synthétisé à partir de la biomasse lignocellulosique. Ainsi, ce travail de thèse peut être défini par deux problématiques principales : (1) Le développement de catalyseurs pour l'oxydation de HMF en FDCA sans utiliser de bases inorganiques et (2) Développement de membranes catalytiques de polymères pour la future adaptation du procédé d'oxydation en réacteur à flux continu. Pour ce qui concerne l'oxydation de HMF dans des conditions neutres, une première étude s'est intéressée à la possibilité d'utiliser de l'oxyde de nickel nanométrique comme support pour des nanoparticules. Ensuite, la possibilité d'utiliser des nanoparticules de Pt supportées sur du TiO2 obtenues par décomposition contrôlée de clusters carbonyliques a été étudiée. Ainsi, des membranes de polymère obtenues par électrospinning, contenant les nanoparticules métalliques étudiées précédemment, ont été appliquées comme système catalytique pour l'oxydation du HMF

  • Open Access English
    Authors: 
    Farina, Giovanni;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, France, Italy

    Reliable communication is a fundamental primitive in distributed systems prone to Byzantine (i.e. arbitrary, and possibly malicious) failures to guarantee the integrity, delivery, and authorship of the messages exchanged between processes. Its practical adoption strongly depends on the system assumptions. Several solutions have been proposed so far in the literature implementing such a primitive, but some lack in scalability and/or demand topological network conditions computationally hard to be verified. This thesis aims to investigate and address some of the open problems and challenges implementing such a communication primitive. Specifically, we analyze how a reliable communication primitive can be implemented in 1) a static distributed system where a subset of processes is compromised, 2) a dynamic distributed system where part of the processes is Byzantine faulty, and 3) a static distributed system where every process can be compromised and recover.We define several more efficient protocols and we characterize alternative network conditions guaranteeing their correctness.; Une communication fiable est une primitive fondamentale dans les systèmes distribués sujets aux pannes Byzantines (c'est-à-dire arbitraires et éventuellement malveillants) pour garantir l'intégrité, l’authenticité et la livraison des messages échangés entre les processus. Son adoption pratique dépend fortement des hypothèses du système. Plusieurs solutions ont été proposées jusqu'à présent dans la littérature mettant en œuvre une telle primitive, mais certaines manquent d'évolutivité et / ou exigent des conditions de réseau topologiques difficiles à vérifier.Cette thèse vise à étudier et à résoudre certains des problèmes et défis ouverts implémentant une telle primitive de communication. Plus précisément, nous analysons comment une primitive de communication fiable peut être implémentée dans 1) un système distribué statique où un sous-ensemble de processus est compromis, 2) un système distribué dynamique où une partie des processus est Byzantiné, et 3) un système distribué statique où chaque processus peut être compromis et récupérer.Nous définissons plusieurs protocoles plus efficaces et nous caractérisons des conditions de réseau alternatives garantissant leur exactitude.

  • Open Access English
    Authors: 
    Cardillo, Giulia;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, Italy

    Dans cette thèse, trois modèles mathématiques ont été proposés, avec l’objectif de modéliser autant d’aspects complexes de la biomédecine, dans lesquels la dynamique des fluides du système joue un rôle fondamental: i) les interactions fluide-structure entre la pulsatilité du liquide céphalo-rachidien et la moelle épinière (modélisation analytique); ii) dispersion efficace d’un médicament dans l’espace sous-arachnoïdien (modélisation numérique); et iii) la formation et l’évolution d’un thrombus au sein du système cardiovasculaire (modélisation numérique).Le liquide céphalorachidien est un fluide aqueux qui entoure le cerveau et la moelle épinière afin de les protéger. Une connaissance détaillée de la circulation du liquide céphalorachidien et de son interaction avec les tissus peut être importante dans l’étude de la pathogenèse de maladies neurologiques graves, telles que la syringomyélie, un trouble qui implique la formation de cavités remplies de liquide (seringues) dans la moelle épinière.Par ailleurs, dans certains cas, des analgésiques - ainsi que des médicaments pour le traitement de maladies graves telles que les tumeurs et les infections du liquide céphalorachidien - doivent être administrés directement dans le liquide céphalorachidien. L’importance de connaître et de décrire l’écoulement du liquide céphalorachidien, ses interactions avec les tissus environnants et les phénomènes de transport qui y sont liés devient claire. Dans ce contexte, nous avons proposé: un modèle capable de décrire les interactions du liquide céphalo-rachidien avec la moelle épinière, considérant cela, pour la première fois, comme un milieu poreux imprégné de différents fluides (sang capillaire et veineux et liquide céphalo-rachidien); et un modèle capable d’évaluer le transport d’un médicament dans l’espace sousarachnoïdien, une cavité annulaire remplie de liquide céphalo-rachidien qui entoure la moelle épinière.Avec le troisième modèle proposé, nous entrons dans le système cardiovasculaire.Dans le monde entière, les maladies cardiovasculaires sont la cause principale de mortalité. Parmi ceux-ci, nous trouvons la thrombose, une condition qui implique la formation d’un caillot à l’intérieur d’un vaisseau sanguin, qui peut causer sa occlusion. À cet égard, un modèle numérique a été développé qui étudie la formation et l’évolution des thrombus, en considérant simultanément les aspects chimico-biomécaniques et dynamiques des fluides du problème. Dans le modèle proposé pour la première fois, l'importance du rôle joué par les gradients de contrainte de cisaillement dans le processus de thrombogenèse est pris en compte.Les modèles sélectionnés ont fourni des résultats intéressants. Tout d’abord, l’étude des interactions fluide-structure entre le liquide céphalo-rachidien et la moelle épinière a mis en évidence es conditions pouvant induire l’apparition de la syringomyélie. Il a été observé comment la déviation des valeurs physiologiques du module d’Young de la moelle épinière, les pressions capillaires dans l’interface moelle-espace sousarachnoïdien et la perméabilité des compartiments capillaire et veineux, conduisent à la formation de seringues.Le modèle de calcul pour l’évaluation de la dispersion pharmacologique dans l’espace sousarachnoïdien a permis une estimation quantitatif de la diffusivité effective du médicament, une quantité qui peut aider à l’optimisation des protocoles d’injections intrathécales.Le modèle de thrombogenèse a fourni un instrument capable d’étudier quantitativement l’évolution des dépôts de plaquettes dans la circulation sanguine. En particulier, les résultats ont fourni des informations importantes sur la nécessité de considérer le rôle de l’activation mécanique et de l’agrégation des plaquettes aux côtés de la substance chimique. In the present thesis, three mathematical models are described. Three different biomedical issues, where fluid dynamical aspects are of paramount importance, are modeled: i) Fluid-structure interactions between cerebro-spinal fluid pulsatility and the spinal cord (analytical modeling); ii) Enhanced dispersion of a drug in the subarachnoid space (numerical modeling); and iii) Thrombus formation and evolution in the cardiovascular system (numerical modeling).The cerebrospinal fluid (CSF) is a liquid that surrounds and protects the brain and the spinal cord. Insights into the functioning of cerebrospinal fluid are expected to reveal the pathogenesis of severe neurological diseases, such as syringomyelia that involves the formation of fluid-filled cavities (syrinxes) in the spinal cord.Furthermore, in some cases, analgesic drugs -- as well drugs for treatments of serious diseases such as cancers and cerebrospinal fluid infections -- need to be delivered directly into the cerebrospinal fluid. This underscores the importance of knowing and describing cerebrospinal fluid flow, its interactions with the surrounding tissues and the transport phenomena related to it. In this framework, we have proposed: a model that describes the interactions of the cerebrospinal fluid with the spinal cord that is considered, for the first time, as a porous medium permeated by different fluids (capillary and venous blood and cerebrospinal fluid); and a model that evaluates drug transport within the cerebrospinal fluid-filled space around the spinal cord --namely the subarachnoid space--.The third model deals with the cardiovascular system. Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide, among these diseases, thrombosis is a condition that involves the formation of a blood clot inside a blood vessel. A computational model that studies thrombus formation and evolution is developed, considering the chemical, bio-mechanical and fluid dynamical aspects of the problem in the same computational framework. In this model, the primary novelty is the introduction of the role of shear micro-gradients into the process of thrombogenesis.The developed models have provided several outcomes. First, the study of the fluid-structure interactions between cerebro-spinal fluid and the spinal cord has shed light on scenarios that may induce the occurrence of Syringomyelia. It was seen how the deviation from the physiological values of the Young modulus of the spinal cord, the capillary pressures at the SC-SAS interface and the permeability of blood networks can lead to syrinx formation.The computational model of the drug dispersion has allowed to quantitatively estimate the drug effective diffusivity, a feature that can aid the tuning of intrathecal delivery protocols.The comprehensive thrombus formation model has provided a quantification tool of the thrombotic deposition evolution in a blood vessel. In particular, the results have given insight into the importance of considering both mechanical and chemical activation and aggregation of platelets.

  • Open Access English
    Authors: 
    Folena, Giampaolo;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: Italy, France

    The main driving notion behind my thesis research is to explore the connection between the dynamics and the static in a prototypical model of glass transition, i.e. the mean-field p-spin spherical model. This model was introduced more than 30 years ago with the purpose of offering a simplified model that had the same equilibrium dynamical slowing down, theoretically described a few years earlier by mode-coupling theory. Over the years, the p-spin spherical model has shown to be a very meaningful and promising model, capable of describing many equilibrium and out-of-equilibrium aspects of glasses. Eventually it came to be considered as a prototypical model of glassiness. Having such a simple but rich reference model allows a coherent examination of a subject, in our case the glass behavior, which presents a very intricate phenomenology. Thus, the main purpose is not to have a quantitative prediction of the phenomena, but rather a broader view with a strong analytical basis. In this sense the p-spin model has assumed a role for disordered systems which is comparable to that of the Ising model for understanding ferromagnetism. My research is a natural path to reinforce our knowledge and comprehension of this model. In the first chapter, we provide a general introduction to supercooled liquids and their phenomenology. The introduction is brief, and the main goal is to give a general overview, mainly from the point of view of the Random First Order Transition, while considering other perspectives on the subject and attempting to provide a ‘fair' starting bibliography to whomever wants to study supercooled liquids. The last section focuses on the Potential Energy Landscape paradigm (PEL), which in my view, gives a very solid modelization of glassy phenomenology, and shares many aspects with mean-field analysis. In the second chapter, the p-spin spherical model is presented in details. The equilibrium analysis is performed with the replica formalism, with a focus on the ultrametric structure. Then, different tools to study its free energy landscape are introduced: the TAP approach, the Franz-Parisi potential and the Monasson method. These three different ways of selecting states are carefully contrasted and their analogies and differences are underlined, in particular highlighting the different behavior played by pure and mixed p-spin models. Then the equilibrium dynamics is discussed, and a selection of classical results on the dynamical slowing down are analyzed by numerical integration. To conclude, the out-of-equilibrium dynamics in the two temperature protocol is analyzed. This shows two different regimes, the state following and the aging. For both, an asymptotic analysis and a numerical integration are performed and compared. A strong emphasis is given to the possibility of describing the asymptotic dynamics with a static potential. The third chapter presents all the new results that emerged during my research. The study focuses on the two temperature protocol, starting in equilibrium and setting the second temperature to zero, which corresponds to a gradient descent dynamics. This protocol is especially interesting because it corresponds to the search of inherent structure of the energy landscape. The integrated dynamics, depending on the starting temperature, shows three different regimes, one that corresponds to a new phase, which shows aging together with memory of the initial condition. This new phase is not present in pure p-spin models, only in mixed ones. In order to theoretically describe this new phase, a constrained analysis of the stationary points of the energy landscape is performed. A numerical simulation of the system is also presented to confirm this new scenario.; L'objectif principal de ma thèse est d’explorer le lien entre la dynamique et la statique dans un modèle prototypique de transition vitreuse, i.e. le modèle à champ moyen du p-spin sphérique. Ce modèle a été introduit il y a plus de 30 ans dans le but d’offrir un modèle simplifié ayant, à l'équilibre, le même ralentissement dynamique décrit théoriquement quelques années plus tôt par la théorie des modes couplés. Au fil des ans, le modèle du p-spin sphérique s’est révélé être un modèle très significatif et prometteur, capable de décrire de nombreux aspects d’équilibre et hors équilibre des verres. Avoir un tel modèle de référence simple mais riche permet un examen cohérent d’un sujet, dans notre cas le comportement du verre qui présente une phénoménologie très complexe. Ainsi, le but principal n’est pas d’avoir une prédiction quantitative des phénomènes, mais plutôt une vue plus large avec une forte base analytique. En ce sens, le modèle du p-spin a assumé un rôle pour les systèmes désordonnés qui est comparable à celui du modèle Ising pour comprendre le ferromagnétisme. Ma recherche est une voie naturelle pour renforcer notre connaissance et notre compréhension de ce modèle. Dans le premier chapitre, nous donnons une introduction générale aux liquides surfondus et leur phénoménologie. L’introduction est brève, et l’objectif principal est de donner un aperçu général, principalement du point de vue de la transition aléatoire du premier ordre, tout en tenant compte d’autres points de vue sur le sujet et en essayant de fournir une « bonne » bibliographie de départ à quiconque veut étudier les liquides surfondus. La dernière section se concentre sur le paradigme du surface d'énergie potentielle (PEL), qui, à mon avis, donne une modélisation très solide de la phénoménologie vitreuse, et partage de nombreux aspects avec l’analyse du champ moyen. Dans le deuxième chapitre, le modèle du p-spin sphérique est présenté en détail. L’analyse d’équilibre est réalisée avec le formalisme des répliques, avec un accent sur la structure ultramétrique. Ensuite, différents outils pour étudier son paysage d’énergie libre sont présentés: l’approche TAP, le potentiel de Franz-Parisi et la méthode de Monasson. Ces trois manières différentes de sélectionner les états sont soigneusement contrastées et leurs analogies et différences sont soulignées, en particulier le comportement différent joué par les modèles du p-spin purs et mixtes. Ensuite, la dynamique d’équilibre est discutée, et une sélection de résultats classiques sur le ralentissement dynamique sont analysés par intégration numérique. Pour conclure, la dynamique hors équilibre dans le protocole à deux températures est analysée. Cela montre deux régimes différents, des états suivables et du vieillissement. Pour les deux, une analyse asymptotique et une intégration numérique sont effectuées et comparées. L’accent est mis sur la possibilité de décrire la dynamique asymptotique avec un potentiel statique. Le troisième chapitre présente tous les nouveaux résultats qui ont émergé au cours de mes recherches. L’étude se concentre sur le protocole à deux températures, commençant à l’équilibre et fixant la deuxième température à zéro, ce qui correspond à une dynamique de descente du gradient. Ce protocole est particulièrement intéressant car il correspond à la recherche de la structure inhérente du paysage énergétique. La dynamique intégrée, en fonction de la température de départ, montre trois régimes différents. Une de ceux-ci corresponde à une nouvelle phase, qui présente le vieillissement avec la mémoire de la condition initiale. Cette nouvelle phase n’est pas présente dans les modèles du p-spin pure, seulement dans les modèles mixtes. Afin de décrire théoriquement cette nouvelle phase, une analyse des points stationnaires du paysage énergétique est effectuée. Une simulation numérique du système est également présentée pour confirmer ce nouveau scénario.

  • Open Access English
    Authors: 
    Bocco, Andrea;
    Publisher: HAL CCSD
    Country: France

    Most of the Floating-Point (FP) hardware units support the formats and the operations specified in the IEEE 754 standard. These formats have fixed bit-length. They are defined on 16, 32, 64, and 128 bits. However, some applications, such as linear system solvers and computational geometry, benefit from different formats which can express FP numbers on different sizes and different tradeoffs among the exponent and the mantissa fields. The class of Variable Precision (VP) formats meets these requirements. This research proposes a VP FP computing system based on three computation layers. The external layer supports legacy IEEE formats for input and output variables. The internal layer uses variable-length internal registers for inner loop multiply-add. Finally, an intermediate layer supports loads and stores of intermediate results to cache memory without losing precision, with a dynamically adjustable VP format. The VP unit exploits the UNUM type I FP format and proposes solutions to address some of its pitfalls, such as the variable latency of the internal operation and the variable memory footprint of the intermediate variables. Unlike IEEE 754, in UNUM type I the size of a number is stored within its representation. The unit implements a fully pipelined architecture, and it supports up to 512 bits of precision, internally and in memory, for both interval and scalar computing. The user can configure the storage format and the internal computing precision at 8-bit and 64-bit granularity This system is integrated as a RISC-V coprocessor. The system has been prototyped on an FPGA (Field-Programmable Gate Array) platform and also synthesized for a 28nm FDSOI process technology. The respective working frequencies of FPGA and ASIC implementations are 50MHz and 600MHz. Synthesis results show that the estimated chip area is 1.5mm2, and the estimated power consumption is 95mW. The experiments emulated in an FPGA environment show that the latency and the computation accuracy of this system scale linearly with the memory format length set by the user. In cases where legacy IEEE-754 formats do not converge, this architecture can achieve up to 130 decimal digits of precision, increasing the chances of obtaining output data with an accuracy similar to that of the input data. This high accuracy opens the possibility to use direct methods, which are more sensitive to computational error, instead of iterative methods, which always converge. However, their latency is ten times higher than the direct ones. Compared to low precision FP formats, in iterative methods, the usage of high precision VP formats helps to drastically reduce the number of iterations required by the iterative algorithm to converge, reducing the application latency of up to 50%. Compared with the MPFR software library, the proposed unit achieves speedups between 3.5x and 18x, with comparable accuracy. La plupart des unités matérielles arithmétiques à virgule flottante (en anglais Floating-Point, FP) prennent en charge les formats et les opérations spécifiés dans le standard IEEE 754. Ces formats ont une longueur en bits fixe et sont définis sur 16, 32, 64 et 128 bits. Cependant, certaines applications, par exemple les solveurs de systèmes linéaires, ou encore la géométrie computationnelle, pourraient bénéficier de formats différents pour représenter les flottants sur différentes tailles, avec différents compromis entre les champs des exposant et mantisse. La classe des formats de précision variable (en anglais Variable Precision, VP) répond à ces exigences. L'objectif de cette recherche est de proposer un système de calcul VP capable d'augmenter la précision ou l'efficacité de calcul des problèmes en offrant une granularité plus fine des opérations FP. Ce travail propose un système de calcul FP à VP basé sur trois couches de calcul. La couche externe prend en charge les formats IEEE existants pour les variables d'entrée et de sortie. La couche interne utilise des registres de longueur variable pour les opérations de multiplication-addition à haute précision. Enfin, une couche intermédiaire prend en charge le chargement et le stockage des résultats intermédiaires dans la mémoire cache sans perte de précision, avec un format VP réglable dynamiquement. Le support des formats différents entre la représentation interne et le stockage en mémoire proche permets d'envisager des "grands vecteurs" en VP avec la possibilité d’avoir une haute précision de calcul dans la couche interne. L'unité à VP exploite le format FP UNUM de type I, en proposant des solutions pour remédier à certains de ses difficultés intrinsèques, telles que la latence variable de l'opération interne et l'empreinte mémoire variable des variables intermédiaires. Contrairement aux formats définis par IEEE 754, dans l'UNUM de type I, la taille d'un nombre est stockée dans la représentation elle-même. Ce travail propose une architecture de jeu d'instructions pour programmer le système de calcul VP qui suit la structure des couches de calcul susmentionnée. L'objectif de cette ISA est d'établir une séparation claire entre le format de la mémoire et celui à l'intérieur du coprocesseur. Avec cette ISA, le programmeur peut écrire des programmes VP de telle sorte que les instructions assembleur générées soient décorrélées de la taille et des formats des variables du programme. Cette décorrélation se fait en stockant les informations sur la taille, la précision et le format des variables du programme dans des registres d'état dédiés, à l'intérieur de l'unité VP. Ces registres d’état sont utilisés par une unité de chargement et de stockage (Load and Store Unit, LSU), étroitement couplée à l'unité de calcul VP, qui prend en charge la conversion des données entre les couches de calcul.

  • Open Access English
    Authors: 
    Mazzoleni, Antonio;
    Publisher: HAL CCSD
    Countries: France, Italy, France

    The main purpose of this thesis was to develop peptide probes to detect and isolate specific and high affinity antibodies from sera of patients suffering from multiple sclerosis (MS). We selected a di-glucosylated adhesin HMW1 peptide as the shortest sequence up to now able to compete with the highest affinity with anti-N(Glc) IgM binding. 40 kDa dextran was modified with propargyl groups and used as a scaffold to conjugate by CuAAC the di-glucosylated peptide. This novel polymeric structure was proven to dramatically increase binding potency of IgGs and IgMs in MS sera. Abs from a representative MS serum, were successfully purified on a sepharose resin specifically modified with the adhesin peptide-dextran conjugate, as confirmed by ELISA. This result appears promising as a proof-of-concept of the selective removal of circulating autoantibodies (possibly perpetuating nonself recognition) that could likely lead to develop a specific apheresis-based device.; Le but principal de ce travail de thèse a été de développer des sondes peptidiques pour détecter et isoler des auto-anticorps spécifiques à haute affinité à partir du sérum de patients souffrant de sclérose en plaques (SEP). Nous avons sélectionné un peptide di-glucosylé de l’adhésine HMW1 comme séquence minimale capable de détecter les anti-N(Glc) IgM. Ainsi, un dextrane de 40 kDa a été modifié avec des groupes propargyle et a été utilisé comme échafaudage pour conjuguer par CuAAC le peptide N-glucosylée. On a prouvé que ce nouveau polymère augmente considérablement la puissance de la liaison des IgG et IgM caractéristique de la forme de SEP que nous venons de caractériser. Les anticorps d'un sérum représentatif ont été purifiés avec succès, comme confirmé par test ELISA. Ce résultat semble prometteur en tant que preuve de concept de la possible déplétion sélective des auto-anticorps circulants dans la SEP, qui pourrait conduire à développer un dispositif thérapeutique spécifique basé sur aphérèse.

  • English
    Authors: 
    Dreschke, Gilbert;
    Publisher: HAL CCSD
    Project: EC | ABWET (643071)

    Hydrogen has revealed a great potential as a versatile and non-polluting energy carrier of the future providing a high energy density and an efficiently conversion to usable power. Dark fermentation is one of the most promising biological production processes, but still has to overcome major challenges, most importantly low hydrogen production rates (HPRs) and hydrogen yields (HYs), before its industrial application becomes cost- and energy-efficient.In this work, we aimed to optimize the hydrogen production via dark fermentation by Thermotoga neapolitana. The main objectives were to enhance the HPR and maintaining a high HY using different approaches to counteract process limitations and prevent the most relevant inhibitions. Furthermore, a development of the industrially preferred continuous-flow process was projected. An increase of the initial biomass concentration from 0.46 to 1.74 g CDW/L in batch bioassays resulted in a more than 2-fold enhancement of the HPR up to 654 (±30) mL/L/h without negatively affecting the HY. However, while the volumetric productivity increased the specific HPR (per unit of biomass) was negatively correlated with the HPR and the biomass concentration. Subsequently, we investigated the supersaturation of hydrogen in the liquid phase (H2aq) in batch bioassays. At 100 rpm agitation H2aq supersaturated up to 3 times the equilibrium concentration. Increasing the agitation speed diminished the accumulation of H2aq until an equilibrium between the gas and liquid phase hydrogen was reached with 500 rpm agitation at low cell concentrations. A raise from 200 to 600 rpm gradually reduced H2aq from 21.9 (± 2.2) to 8.5 (± 0.1) mL/L and approximately doubled the HPR, revealing a direct correlation between the two parameters. Similarly, the addition of K1 carrier and H2-rich biogas recirculation (GaR) successfully counteracted the accumulation of H2aq. Accelerating the process by increasing the reactors biomass concentration up to 0.79 g CDW/L, GaR revealed to be more efficient in removing H2aq than 500 rpm agitation. The application of GaR at 300 and 500 rpm enhanced the HPR by approximately 260% up to 850 (± 71) mL H2/h/L, compared to a sole 300 rpm agitation, reaching a HY of 3.5 mol/mol glucose. We demonstrated that an insufficient gas-liquid mass transfer leads to the accumulation of H2aq which inhibits the yield but even more so the rate of dark fermentation. In the final phase of this project we successfully maintained continuous-flow hydrogen production. Increasing the feed glucose concentration from 11.1 to 41.6 mM diminished the HY from 3.6 (± 0.1) to 1.4 (± 0.1) mol H2/mol glucose. The HPR increased concomitantly up to approximately 55 mL/L/h at 27.8 mM of glucose, whereas a further increase of feed glucose to 41.6 mM did not enhance the HPR and the AA concentration. To investigate whether high levels of AA limited the process, the feed AA concentration was gradually increased. However, this revealed no negative effect on continuous dark fermentation up to 240 mM of feed AA and, throughout the 110 days of continuous fermentation, the HY increased by 47%. Decreasing the HRT from 24 to 7 h also led to a HPR enhancement from 82 (± 1) to 192 (± 4) mL/L/h, while decreasing the HY. Concomitantly, the H2aq accumulated, directly correlated to the HPR reaching 15.6 mL/L at an HRT of 7 h and 500 rpm agitation. The application of GaR efficiently counteracted the supersaturation of H2aq and allowed the highest HPR of 277 mL/L at a HRT of 5 h; L'hydrogène a révélé un grand potentiel en tant que vecteur d'énergie du futur polyvalent et non polluant, offrant une densité d'énergie élevée et une conversion efficace en puissance utilisable. La fermentation noire est l'un des procédés de production biologique les plus prometteurs, mais doit encore surmonter des défis majeurs, notamment des taux de production d'hydrogène faibles (HPR) et des rendements en hydrogène (HY), avant que son application industrielle ne devienne économe en énergie et en coûts. Dans ce travail, nous avons cherché à optimiser la production d’hydrogène par fermentation noire de Thermotoga neapolitana. Les principaux objectifs étaient d'améliorer le HPR et de maintenir une HY élevée en utilisant différentes approches pour contrecarrer les limitations des processus et prévenir les inhibitions les plus pertinentes. En outre, un développement du procédé à flux continu privilégié par l'industrie a été prévu. Une augmentation de la concentration de biomasse initiale de 0,46 à 1,74 g CDW / L dans les essais biologiques en lots a entraîné une augmentation de plus de 2 fois de la HPR jusqu'à 654 (± 30) mL / L / h sans affecter négativement l'HY. Cependant, alors que la productivité volumétrique augmentait, le HPR spécifique (par unité de biomasse) était négativement corrélé avec le HPR et la concentration de biomasse. Par la suite, nous avons étudié la sursaturation en hydrogène de la phase liquide (H2aq) dans des essais biologiques par lots. À 100 tr / min d'agitation, H2aq est sursaturé jusqu'à 3 fois la concentration à l'équilibre. L'augmentation de la vitesse d'agitation diminuait l'accumulation de H2aq jusqu'à atteindre un équilibre entre l'hydrogène en phase gazeuse et liquide en agitation à 500 tr / min à de faibles concentrations cellulaires. Une augmentation de 200 à 600 tr / min a réduit progressivement l'H2aq de 21,9 (± 2,2) à 8,5 (± 0,1) mL / L et a presque doublé le HPR, révélant une corrélation directe entre les deux paramètres. De même, l’ajout de supports K1 et de recirculation de biogaz riche en H2 (GaR) a permis de contrecarrer l’accumulation de H2aq. En accélérant le processus en augmentant la concentration de biomasse dans les réacteurs jusqu'à 0,79 g CDW / L, le GaR s'est révélé plus efficace pour éliminer l'H2aq que l'agitation à 500 tr / min. L'application de GaR à 300 et 500 tr / min a augmenté le HPR d'environ 260% à 850 (± 71) mL H2 / h / L, par rapport à une agitation à 300 tr / min, atteignant une HY de 3,5 mol / mol de glucose. Nous avons démontré qu'un transfert de masse gaz-liquide insuffisant conduit à une accumulation de H2aq qui inhibe le rendement, mais plus encore le taux de fermentation à l'obscurité. Dans la phase finale de ce projet, nous avons réussi à maintenir la production d'hydrogène à débit continu. L'augmentation de la concentration en glucose de l'alimentation, de 11,1 à 41,6 mM, a entraîné une diminution de l'HY de 3,6 (± 0,1) à 1,4 (± 0,1) mol H2 / mol de glucose. L’HPR a augmenté simultanément jusqu’à environ 55 ml / L / h à 27,8 mM de glucose, tandis qu’une augmentation supplémentaire du glucose dans l’alimentation animale à 41,6 mM n’a pas augmenté les concentrations en HPR et en AA. Pour rechercher si des taux élevés d'AA limitaient le processus, la concentration en AA de l'alimentation a été progressivement augmentée. Cependant, cela n'a révélé aucun effet négatif sur la fermentation à l'obscurité en continu jusqu'à 240 mM de nourriture AA et, tout au long des 110 jours de fermentation en continu, l'HY a augmenté de 47%. La réduction du THS de 24 à 7 h a également entraîné une augmentation du taux de HPR de 82 (± 1) à 192 (± 4) mL / L / h, tout en diminuant le HY. De manière concomitante, le H2aq accumulé est directement corrélé au HPR atteignant 15,6 mL / L pour un THS de 7 h et à une agitation de 500 tr / min. L'application de GaR a efficacement neutralisé la sursaturation en H2aq et a permis d'obtenir le HPR le plus élevé de 277 mL / L à un THS de 5 h

  • Open Access French
    Authors: 
    Russo, Ugo;
    Publisher: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
    Country: Italy

    Cette thèse se propose d’étudier la déclinaison bolonaise du Movimento del ’77, un mouvement politique et créatif italien qui voit le jour en 1977, après une décennie de mobilisations et de contre-cultures à l’échelle internationale. La ville de Bologne, vitrine du communisme italien et du « modello emiliano », siège de la plus ancienne Université du monde occidental, connaît, dans les années 1970, un élan contre-culturel majeur et protéiforme : revues underground (A/traverso), premières radios libres (Radio Alice), théâtre expérimental, balbutiements du punk rock italien, graffitis et happenings des Indiani metropolitani… Imprégné de la pensée de Deleuze et Guattari, entre autres, le mouvement se diffuse de façon « rhizomatique ». En convoquant le concept bakthinien de « renversement carnavalesque » et en l’appliquant au champ de la contre-culture, notre travail tente de redéfinir les caractéristiques des productions du Movimento del ’77 : des productions toujours à la croisée du politique et du poétique, marquées par des mécanismes iconoclastes de rabaissement et de trivialisation propres au carnaval et renvoyant à son potentiel révolutionnaire. Notre recherche vise enfin à nuancer les lectures qui font des années 1980 la décennie du « reflux » politique et de l’individualisme. Malgré les « années de plomb », malgré la défaite politique, quelque chose est resté des expériences créatives. Les ferments du Movimento del ‘77 se spatialisent alors et investissent la province intégrée de Bologne, dans une véritable « dérive psychogéographique » qui a tout d’une méditation post-politique. This thesis aims to study the Bolognese version of the Movimento del ’77: an Italian political and creative movement that emerged in 1977, after a decade of international mobilizations and countercultures. The city of Bologna, flagship of the Italian communism and the “Emilian model”, home of the oldest University in the Western world, experienced in the 1970s a major and versatile counter-cultural impetus: underground magazines (A/traverso), first free radio stations (Radio Alice), experimental theater, early Italian punk rock bands, graffiti and happenings of the Indiani metropolitani… Impregnated with the philosophy of Deleuze and Guattari among others, the movement spreads in a “rhizomatic” way. By invoking the Bakthinian concept of “carnival reversal” and applying it to the field of counterculture, our work attempts to redefine what characterizes the productions of the Movimento del '77. At the crossroads of politics and poetry, these creations are marked by the iconoclastic mechanisms of degradation and trivialization that are specific to the carnival and refer to its revolutionary potential. Finally, our research brings some nuance to a vision of the 1980s as the decade of political "reflux" and individualism. Despite the “years of Lead” and political defeats, these creative experiences have not been in vain. The ferments of the Movimento del ‘77 then spatialize and spread through the integrated province of Bologna, in a true "psychogeographical drifting" which resembles a post-political meditation.

  • Open Access English
    Authors: 
    Nicosia, Alessia;
    Publisher: Università degli studi di Ferrara
    Countries: France, Italy

    Heterogeneous ice nucleation is one element inside the overall complexity of the Earth's atmosphere, however, it has a profound impact on our representation of cloud properties: this process affects the optical thickness and lifetime of mixed-phase clouds and cirrus clouds, and it is responsible for a significant proportion of precipitations formed globally. Heterogeneous ice nucleation is related to the presence of specific aerosol particles, named ice nuclei particles (INP), with the unique ability of lowering the energy barrier required for the formation of ice crystals, especially where cloud’s temperatures are >-38 °C. In the last decades, significant advancements have been made to the fundamental understanding of ice nucleation, however the lack of knowledge on the cloud ice phase still contributes to major uncertainties in climate model prediction of radiative forcing. This is partly due to limited observational data quantifying INP distributions and properties all over the world, especially in remote locations. In the first part of this thesis, field observations of ice nucleating particles have been performed at the Italian Climate Observatory “O. Vittori” on Mountain Cimone (2165 m above sea level), in the spring 2014 and autumn 2015, within the Bacchus and Air Sea Lab projects. For the first time we report the results of offline INP measurements, performed at a high altitude site within the Mediterranean basin. In the period 19-29 May 2014, a parallel campaign took place at the low-altitude station San Pietro Capofiume, a rural site in the Po Valley. The two campaigns were concerned, for a few days, by a Saharan Dust transport Event, which was recorded simultaneously at the high and the low-level station. We investigated the ambient number concentration of INP under condensation freezing activation mechanism (at -18 °C and above water saturation). In the second part of this thesis, we present the observations that were performed during the Arctic campaign Parcs-Maca, in the period of transition among the polar night and the polar day. We could characterise for the first time the ice nucleating and physical/chemical properties of the Arctic Primary Marine Aerosol, in a laboratory-controlled generation approach, that was combined to a mesocosm experiment. The aim of the mesocosm experiment was to adopt a multidisciplinary approach to study the effect of marine pollution on marine emissions. We found a moderate but significant decrease of the ice nuclei concentration in the polluted seawater (with respect to the control seawater) recorded in the freezing range between -8.5 and -19 °C and activated through immersion-freezing. Within the seaspray our measurements have indicated a relation among INP active at warm temperature (above -15 °C through immersion-freezing) and a calcium enrichment detected in PM1 filters (and followed by an apparent Chloride depletion). On the basis of our observations, and the results reported from other studies, a few suggestions on the nature of these marine ice nuclei have been suggested. In summary, the measurements made for this thesis provide new information on the concentrations of ice nuclei in ambient aerosol particles in remote regions (a high-altitude observatory in the central Mediterranean region) and in relation to a specific source (the Arctic sea spray).; La nucléation hétérogène de la glace est un processus, entre autres, qui concerne les phénomènes complexes de l'Atmosphère terrestre, cependant son impact est déterminant pour les propriétés et le temps de vie des nuages : ce processus affecte l'épaisseur optique et la durée de vie des nuages en phase mixte et froide et il est responsable d'une proportion significative des précipitations à l'échelle mondiale. La nucléation hétérogène de la glace est liée à la présence de particules d'aérosol spécifiques, nommées noyaux glaçogènes (acronyme INP depuis l’anglais), avec la propriété de réduire l’énergie de seuil exigée pour la formation des cristaux de glace, et dont le rôle est influent pour des températures de nuage >-38 °C. Dans les dernières décennies, des avancements significatifs ont été faits dans la description des noyaux glaçogènes, cependant leur compréhension reste incomplète et ceci influence les incertitudes sur les estimations de forçage radiatif dans les modèles climatiques. Il manque un grand nombre d’observations sur les distributions et propriété des 'INP' à l’échelle globale, spécialement en région éloignée. Dans la première partie de cette thèse, sont présentées des mesures de noyaux glaçogènes faites à l'Observatoire Climatique Italien "O. Vittori" sur la Montagne Cimone (2165 m au-dessus du niveau de la mer), pendant le printemps 2014 et l’automne 2015, sous les projets Bacchus et Air Sea Lab. Pour la première fois des mesures de INP hors ligne, reliés à un site de haute altitude du bassin méditerranéen sont présentées. Pendant la période du 19 au 29 mai 2014, une autre campagne a eu lieu en parallèle à la station San Pietro Capofiume, un site rural de basse altitude dans la Vallée du Po. Pendant quelques jours, les deux campagnes ont été concernées par un phénomène de Transport de Poussière Saharienne, qui a été enregistré simultanément dans la station de bas et de haute altitude. Nous avons examiné la concentration atmosphérique de INP activés à travers une congélation par condensation de vapeur (à -18°C et au-dessus de la pression de vapeur saturante). Dans la deuxième partie de cette thèse, sont présentées les observations qui ont été menées pendant la campagne arctique Parcs-Maca, dans la période de transition entre la nuit polaire et le jour polaire. Pour la première fois on reporte la caractérisation des propriétés glaçogènes et physiques/chimiques de l’aérosol marin primaire Arctique, dans une approche de génération contrôlée en laboratoire, qui a été combinée à une expérience de mesocosm. Le but de l'expérience de mesocosm était d'adopter une approche pluridisciplinaire afin d’étudier l'effet de la pollution marine sur les émissions marines. Nous avons trouvé une diminution modérée mais significative de la concentration de noyaux glaçogènes dans l'eau de mer polluée (par rapport à l'eau de mer du contrôle) pour des noyaux glaçogènes actives en congélation par immersion entre -8.5 et -19 °C. En ce qui concerne le spray marin, nos mesures indiquent une relation parmi les INP actifs à des températures chaudes (en congélation par immersion et au-dessus de -15 °C) et un enrichissement du Calcium détecté dans les filtres PM1 (suivi par un apparent épuisement du Chlorure). Sur la base de nos observations et des résultats publiés en littérature, quelque indication a été suggéré sur la nature de ces noyaux glaçogènes marins. En conclusion, les mesures effectuées dans cette thèse fournissent des nouvelles informations sur les concentrations de noyaux glaçogènes pour des particules d’aérosols en régions éloignées (un observatoire à haute altitude dans la région méditerranéenne centrale) et par rapport à une source spécifique (le spray marin Arctique).

  • Open Access Italian
    Authors: 
    Rossetti, Federica;
    Publisher: HAL CCSD

    La présente étude propose une recherche sur la fortune de Perse (auteur satirique latin du I siècle ap. J. Ch.) pendant la Renaissance et l’édition critique du commentaire des Satires de Giovanni Britannico (humaniste, imprimeur et professeur de Rhétorique à Brescia au XVe siècle), ouvrage publié pour la première fois à Brescia en 1481 et qui bénéficia d’une énorme diffusion en France. Le premier chapitre de la thèse est consacré à la réception de Perse en Italie durant le XVe siècle et passe en revue les commentaires des Satires précédent l’ouvrage de Britannico. Le deuxième propose un profil biographique de l’humaniste et analyse son oeuvre, en l’inscrivant dans le cadre de l’activité éditoriale et typographique de sa famille. Le troisième présente la structure et les caractéristiques du commentaire et met en lumière les nouveautés exégétiques de l’ouvrage en rapport avec la production contemporaine. Le quatrième chapitre est consacré à la réception du commentaire en Europe durant la première moitié du XVIe siècle. La thèse se termine avec l’édition du commentaire, accompagnée d’un apparat critique qui présente les variantes et les sources de l’ouvrage. The aim of the thesis is to investigate about the reception of Persius’ poetry in the Renaissance period and to provide a critical edition of Giovanni Britannico’s commentary on Satires. Britannico’s work was published in Brescia in 1481 and it enjoyed a great diffusion and great appreciation in France during the 16th Century. The first chapter analyses Persius Satires reception in Italy during the second half of the 15th Century, by reviewing commentaries written before Britannico’s work.Then the thesis provides a biographical profile of the author and it analyses his literary production in the context of editorial and printing press activity of his family. The third chapter describes the structure and the features of the commentary, by comparing it with contemporary production on Persius. The last one studies the reception of the commentary in Europe in 16th Century. The critical edition of Britannico’s commentary is accompanied by a critical apparatus providing information about variant reading of the text and about its sources.

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