journées des thèses 2012 (pdf)

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  • Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Journes thses 2012Le Croisic

    02 OCTOBRE - 05 OCTOBRE

  • JOURNES DES THSES 2012DU 2 AU 5 OCTOBRE

    PROGRAMME

    Mardi 2 octobrelIRSN et ses partenariats en recherche

    9h00 : Accueil et introduction Jacques REPUSSARD, directeur gnral de lIRSN

    9H30 : SESSION SRET

    Benoit JOURNE (Universit de Nantes), Management de la sret des industries risques

    Sylvain CRISTOL (Universit de Lille), Apport de a modlisation molculaire la comprhension des phnommnes physicochimiques aux interfaces

    Romain VANDEPUTTE (doctorant IRSN Cadarache et C3R-Lille), Etude thorique du rle du bore sur le comportement de liode dans le circuit primaire dun racteur

    10h50-11h20 : pause

    Jean-Michel TORRENTI (IFSTTAR), Durabilit des ouvrages de gnie civil

    Mohamad AL SHAMA (doctorant IRSN FAR et IFSTTAR), tude du risque de dvelop-pement dune raction sulfatique interne et de ses consquences dans les btons de structures des ouvrages nuclaires

    Xuan Dung VU (doctorant IRSN et INP Grenoble), tude du comportement de dalles en bton soumises un impact : Caractrisation du matriau, Modlisation et Validation

    12h40 : djeuner

    14H10 : SESSION ENVIRONNEMENT ET SANT

    Patrice MESTAYER (Ecole Centrale de Nantes, IRSTV) Modlisation de latmosphre urbaine

    Pierre ROUPSARD (Doctorant IRSN), Quantification du dpt sec des arosols et de leurs lessivages par la pluie sur diffrents substrats en milieu urbain

    Arnaud QUEREL (Doctorant IRSN), Etude exprimentale analytique du rabattement des arosols atmosphriques par des prcipitations ddie la quantification

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

  • 15H30-16H40 : SESSION POSTERS (DOCTORANTS DE PREMIRE ANNE)Liste des posters page 109

    SESSION ENVIRONNEMENT ET SANT (suite)

    Pierre WEISS (Universit de Nantes, Laboratoire dIngnierie Osto-Articulaire et Den-taire) Biomatriaux et ingnierie tissulaire,

    Raphalle BESSOUT, Bnfice thrapeutique d une injection de cellules souches m-senchymateuses (CSM) sur la rparation des lsions colorectales radio-induites - Rle du processus inflammatoire

    Jean-Victor LACAVE-LAPAULIN, Rle des Toll-like Receptor (TLR) dans les orientations immunitaires induit par une irradiation abdominale : potentialisation des TLR dans le traitement des lsions radio-induites par les cellules souches msenchymateuses

    18h00 : Conclusion - Matthieu SCHULER, directeur de la stratgie te des partenariats de lIRSN

    Intervention de Roger Fougres, ancien Vice-prsident de la Rgion Rhne-Alpes, dlgu lEnseignement suprieur et la Recherche : les assises de lenseignement suprieur et de la recherche

    Cocktail Pause Rgionale

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  • Mercredi 3 octobre

    SESSION PLNIRE

    8h20 : Jean Claude MICAELLI Prsentation des recherches en sret lIRSNAlexis JINAPHANH, Amlioration de la convergence des sources dans le code MORET par un calcul dterministe de type Algebraic CollapsingJrmy SABARD, tude de lexplosion de mlanges diphasiques hydrogne et pous-sires mtalliquesJonathan GERARDIN, Impact des changes radiatifs dans le refroidissement des cen-trales nuclaires sous condition accidentelleLticia BUSLIG, Mthodes stochastiques de modlisation de donnes : application la reconstruction de donnes non rgulires10h25 : Pause - Session posters

    SESSION PLNIRE

    11h00 : Jocelyne AIGUEPERSE, Prsentation des recherches en sant lIRSNClmentine POISSON, Rle du stress oxydant au niveau hpatique et rnal dans la toxicit de luranium aprs exposition chroniqueIngrid NOSEL, Etude des modulations dexpression gnique induites chez lhomme par de faibles doses de rayonnements ionisants Christelle DURAND, Rle des cellules souches msenchymateuses dans la modulation de la douleur viscrale associe un modle dulcration colorectale radio-induite12h50 : Djeuner

    SESSION PLNIRE

    14h00 : Denis BOULAUD Prsentation des recherches en environnement lIRSNMarion JEAMBRUN, Luranium et ses descendants dans la chane alimentaireAnne VREL, Reconstitution de lhistorique des apports en radionuclides et en conta-minants mtalliques lestuaire de la Seine par lanalyse de leur enregistrement sdimentaireNvnick CALEC, Modlisation des transferts l interface de l atmosphre et des hydrosystmes continentauxGuillaume DEPUYDT, Etude exprimentale in situ de lefficacit de rabattement des arosols par les pluies 16h00 : Pause

    16h30 : SESSION PARALLLE EFFETS DES FAIBLES DOSES

    Alexandre DEVOS, Exposition chronique de lhutre japonaise au stade prcoce de dveloppement des contaminants industriels rejets en Manche. Mesure de mar-queurs de stress des niveaux intgrs et molculairesAntoine TAILLIEZ, Devenir des radionuclides linterface sol-racine et consquences sur leur transfert aux plantes suprieures. Cas de luraniumNicolas THEODORAKOPOULOS, Impact des radionuclides et des rayonnements sur les populations bactriennes de sols contamins de TchernobylGuillaume BUCHER, Dveloppements analytiques pour la spciation de luranium chez le poisson Danio rerio aprs exposition chronique

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

  • Morgan DUTILLEUL, tude des rponses volutives dun nmatode (caenorhabditis elegans) soumis des polluantsBenoit GOUSSEN, Prise en compte dun modle bioenergtique dans un modle de dynamique adaptative pour une meilleure valuation des risques cologiques : le cas dune population de Caenorhabditis elegans soumise divers stress anthropiquesDelphine PLAIRE, tude de la toxicit de radionuclides pour la reproduction sexue et les oeufs de rsistance de Daphnia magna et consquences pour la dynamique de population dans un environnement fluctuant

    16h30 : SESSION PARALLLE MODLISATION DES MATRIAUX

    Deyana TCHITCHEKOVA , Comportement lchelle atomique des impurets dans les aciers ferritiques des racteurs eau sous pressionAlice DUFRESNE, tude de la prcipitation des hydrures dans les gainages par des approches atomistiquesShuang WEN, Identification exprimentale de modles de zones cohsives partir de techniques d imageries thermomcaniqueQuoc Tang VO, Imagerie dessais mcaniques sur des composites matrice mtallique : contribution exprimentale la validation de mthodes dhomognisation et identi-fication de proprits mcaniques par phasesNawfal BLAL, Modlisation micromcanique et identification inverse de lendomma-gement

    19h30 : Dner

    20h20 : Prparation de la contribution des doctorants et post-doctorants aux assises de la recherche et de lenseignement suprieur (ouvert tous).

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  • Jeudi 4 octobre

    8h20 : SESSION PARALLLE : CONFINEMENT, AROSOLS

    Vincent CESARD, Etude des mcanismes de transfert de nanoparticules au travers d une barrire de confinement dynamiqueEdouard BRUGIERE, Contribution ltude du comportement physique des agrgats de nanoparticules sous forme darosolsLoc COQUELIN, Contribution aux traitements des incertitudes : application la m-trologie des nanoparticules sous forme darosolsJonathan ALENGRY, Etude numrique et exprimentale des longueurs de bon m-lange - Application lvaluation de la reprsentativit des points de prlvement en conduit

    8h20 : SESSION PARALLLE : DOSIMTRIE, SPECTROMTRIE DES NEUTRONS

    Julien TAFOREAU, Dveloppement dun spectromtre neutrons de haute rsolution, utilisant des capteurs CMOS, ddi des mesures de rfrence auprs des installations du LMDN : TPR-CMOSAdrien CHEMINET, Dveloppement dun systme oprationnel de spectromtrie neu-tron ddi la caractrisation de lenvironnement radiatif naturel atmosphrique, mise en activit au Pic du MidiFranois VIANNA, Dveloppement technique, installation et validation dune ligne dirradiation cible par faisceau dions pour la radiobiologie sur la plate-forme AMANDEMorgane DOS SANTOS, Modlisation de la topologie des dpts dnergie crs par un rayonnement ionisant lchelle nanomtrique dans les noyaux cellulaires et relation avec les vnements prcoces radioinduits

    10h00 : SESSION POSTERS (DOCTORANTS DE PREMIRE ANNE)

    11H10 : SMINAIRE RECHERCHE EXPLORATOIRE

    13h00 : djeuner

    17H20 : SESSION PARALLLE : GOSPHRE

    Anas MAILLET, tude gochimique des transformations subies par largilite de Tour-nemire au contact du Fer mtal, en contexte in-situ, aprs une interaction de 10 ans. Approche exprimentale couple la modlisation gochimiqueDavid BAILLY, Analyse et modlisation des chroniques hydromtorologiques, dcar-tement des fissures en paroi, et de teneur en eau volumique en champ proche des galeries 1996 et 2003 la station exprimentale IRSN de TournemireSimona SABA, Comportement hydromcanique diffr des barrires ouvrages argi-leuses gonflantesCamille CHAUTARD, Bioractivit fer-argile en condition de stockageCline ROUX, Etude des mcanismes de transfert des radionuclides dans la nappe phratique en aval de la fosse T22 du site exprimental de lIRSN TchernobylAurlien BOISELET, Cycle sismique et ala sismique dun rseau de failles actives : le cas du rift de Corinthe-Patras (Grce)

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

  • 17h20 : SESSION PARALLLE : ACCIDENTS GRAVES / INCENDIE

    Mlany GOUELLO, tude de la composition, de la spciation et de la structure des arosols multi-composants susceptibles de se former dans le circuit primaire dun racteur nuclaire en cas daccident graveAdrien CARTONNET, Modlisation des rejets lenvironnement en cas de RTGVPaul SAPIN, tude de lbullition en masse sur milieu poreux modleMarina LASSERRE, Modlisation des phnomnes doxydation sous air des gaines de crayons combustibles des centrales nuclaires en cas daccident de dnoyage de pis-cine de stockage ou lors dun accidentel graveTan-Trung NGUYEN, Mthodes de correction de pression pour les coulements dipha-siques en milieux poreux

    20h30 : Dner festif Thme Ocan Cap au Large - Remise du prix de la recherche exploratoire.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

    Vendredi 5 octobre

    8h30 : SESSION PLNIRE : ACCIDENT DE FUKUSHIMA : R&D EN LIEN, INVESTISSEMENTS DAVENIR

    Andrea BACHRATA, Modlisation du renoyage dun cur de racteur fortement d-gradRomain SUCHET, Information du Grand public: les stratgies de communication pour accrotre la rsilience de la socit en situation radiologique post-accidentelleFabien PANZA, Dveloppement de la spectromtrie gamma in situ pour la cartogra-phie de siteAudrey STERNALSKI, Effets des rayonnements ionisants chez les oiseaux dans la zone contamine de Fukushima Les valuations complmentaires de sret

    10h10 Gianni BRUNA - directeur scientifique : Synthse des travaux des task groups sur les travaux R&D post-Fukushima - Clture

    SESSIONS POSTERS (DOCTORANTS DE 1RE ANNE)

    Ple sret : incendie, confinement, neutronique, gnie civil, mthodes

    Damien BOUFFLERS, tude des mcanismes de formation des prcurseurs de suies dans des flammes de mthane pr-mlanges dopes diffrentes richessesArnaud BRUNNER, tude exprimentale de leffet de la sous-ventilation sur les para-mtres de combustion en rgime radiatif dominantJules GOULIER Comportements aux limites de flammes de premlange hydrogne/air/diluants. tude de la transition flamme laminaire-flamme turbulenteAssia BOUAROURI, Dveloppement dun systme de mesure 10 Hz de concentration darosol atmosphriqueSoleiman BOURROUS, tude du colmatage de filtres THE plans et petits plis par des agrgats de nanoparticules simulant un arosol de combustionZakaria MANA, tude de la suspension de particules lintrieur dun local sous leffet de la marche dun oprateurSimon DELCOUR, tude des mcanismes physico-chimiques de mise en suspension de contaminants particulaires lors de la dgradation thermique de matriaux reprsenta-tifs des installations nuclairesPierre MARCHAL, Caractrisation et impact des particules incandescentes dans les rseaux de ventilationGuillaume DUPOUY, Mthodes de validation de systmes daide la dcision en contexte incertain valuation du risque li une activit industrielle nuclaireAlice DUFRESNE, tude de la prcipitation des hydrures dans les gainages par des approches atomistiquesGhislain FERRAN, Mthodes avances pour le traitement des donnes nuclairesAdrien HILAIRE tude des dformations diffres des btons en compression et en traction, du jeune au long terme. Application aux enceintes de confinement.

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    Emmanuel MATHE, Comportement des radiocontaminants dans le ciel de pile et len-ceinte de confinement dun RNR refroidi au sodium en situation accidentelle : parti-tion de radiolments

    Ple radioprotection : sismologie, mtrologie des radionuclides, toxicologie, radio-biologie, dosimtrie

    Elise VI NHU BA, Dtection des failles et des zones de fracturation dans les calcaires suprieurs et les argilites de la station exprimentale de Tournemire par combinaison dimagerie sismique Trs Haute Rsolution et de rsistivit lectriqueMokrane BELHARET, Modlisation numrique de la dispersion en mer des radionu-clides rejets lors de laccident de la centrale de Fukushima et transfert au milieu biologiqueChristiane DUFRESNE, Comprhension et analyse des processus hydrosdimentaires dans la baie de Toulon. Apport la modlisation de la dispersion des radionuclidesSophie GRIVS, tude de la toxicit et de lefficacit in-vivo de formes galniques de calixarne dvelopps pour le traitement des contaminations cutanes dues des composs duraniumCllia LE GALLIC, Influence dune contamination chronique par ingestion de csium 137 sur la progression de la pathologie athromateuseDamien DRUBAY Analyse de la relation dose-rponse aux faibles doses et faibles dbits de dose pour les risques de mortalit par cancer et par maladie cardiovascu-laire chez les mineurs duraniumAdrien MARGERIT, Predictive ecotoxicology as a tool to access risks of radionuclides on non human biota in a multi-contamination contextAdeline BUISSET, tudes des effets chroniques des rayonnements ionisants chez un organisme modle, Caenorhabditis elegans : du molculaire la dynamique des popu-lations, via le dveloppement dun modle bionergtiqueSarah BAGHDADI, Analyse des actinides dans les urines par couplage entre les colonnes calixarne et la spectromtrie de masse plasma inductifEmilie RANNOU , tude de limplication du compartiment vasculaire dans linitiation et la progression des lsions intestinales radio-induites : consquences de linactiva-tion temporelle de PAI-1 spcifiquement dans lendothlium sur les fonctions physiolo-giques associes aux dommages radio-induits aux tissus sainsNeige JOURNY, Analyse de la relation entre lexposition aux rayonnements ionisants lors dexamens tomodensitomtriques et la survenue de pathologies tumorales au sein de la cohorte enfants scanner Alexandra MOIGNIER, Dosimtrie cardiaque laide de fantmes numriques hybrides dans le cadre de traitements par radiothrapieCyril MOIGNIER, Dosimtrie des faisceaux de photons de petites dimensions utiliss en radiothrapie strotaxiques : dtermination des donnes dosimtriques de base et valuation des TPSAlice PETITGUILLAUME, De la dosimtrie standard la dosimtrie personnalise en mdecine nuclaire : prise en compte de la morphologie et de la biocintique spci-fique au patient

  • LIRSN et ses partenariats en recherche

    Session Suret (1/2)

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mardi 2 octobre : 9h30 - 10h50

    Prsidents : Matthieu SCHULER (IRSN)

    Benoit JOURNE (Universit de Nantes) : Management de la sret des industries risques.

    Sylvain CRISTOL (Universit de Lille) : Apport de la modlisation molculaire la com-prhension des phnomnes physicochimiques aux interfaces.

    Romain VANDEPUTTE (doctorant IRSN Cadarache et C3R-Lille) : Etude thorique du rle du bore sur le comportement de liode dans le circuit primaire dun racteur.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Titre de la prsentation : Management de la sret des industries risques - Chaire RESOH.

    Benoit JOURNEPle gestion et managementUniversit de Nantes

    Thmes de recherche : Fiabilit organisationnelle, Management de limprvu, Management de la sret des industries risque, Approches cognitives de lorganisation

    La sret apparat aujourdhui comme la condition du maintien et du dveloppement des industries risques : cest dabord une exigence morale et thique qui pousse les entreprises sinscrire dans une perspective de dveloppement durable ; cest ensuite un enjeu conomique majeur (par le biais des pertes lies aux accidents et pollutions) et cest enfin une condition sine qua non dacceptabilit politique et sociale de certains risques, en particulier dans le cas de lindustrie nuclaire.

    Longtemps aborde du seul point de vue technique, la sret se joue de plus en plus travers les facteurs humains, organisationnels et managriaux qui participent la conception, la construction, lexploitation et le dmantlement des installations risques. Les principales autorits de sret dans le monde, interrogent dsormais les exploitants sur les composantes humaines et organisationnelles de la sret et les incitent progresser dans ce domaine. En France notamment, lASN et lIRSN se sont penchs en 2007 sur la question du management de la sret dans un contexte de comptitivit .

    Le management de la sret dans un cadre de co-traitance

    Les volutions conomiques rcentes ont incit les grandes entreprises sengager dans des stratgies de sous-traitance massive pour se recentrer sur leur cur de mtier , rduire leurs cots et se dvelopper linternational. Les fournisseurs traditionnels se transforment alors en partenaires industriels lis aux donneurs dordres par des relations contractuelles de moyen terme. Devenus co-traitants , les sous-traitants prennent en charge une part croissante de la valeur produite par le donneur dordres. Les relations traditionnelles de subordination seffacent peu peu au profit de relations de coopration. Ds lors, la sret qui tait pense lintrieur dune organisation (celle du donneur dordres) devient une affaire de relations inter-entreprises. Il convient donc de penser la sret du systme dans sa globalit et de se pencher sur cette nouvelle complexit organisationnelle qui brouille les repres traditionnels des acteurs et pose des problmes de responsabilit au regard de la sret.

    Objectifs de recherche aider les acteurs mieux comprendre et valuer les points de vulnrabilit, de

    robustesse et de rsilience de leurs pratiques dans un rseau de sous-traitance et de co-traitance,

    prciser des lments de doctrine de management de la sret, en particulier dans le cadre de relations de sous-traitance et de co-traitance

    amliorer les pratiques intra et inter-organisationnelles dans le domaine de la sret.

    Axes de recherche et dispositifs de recherche

    Les thmatiques retenues portent en priorit sur les stratgies damlioration de la sret et de leurs traductions organisationnelles, humaines et managriales. Parmi elles, les questions relatives la culture de sret, aux processus de prise de dcision,

  • lexercice de la responsabilit, au design de lorganisation, au choix des outils de gestion, au type danimation managriale et aux identits professionnelles pourront faire lobjet dune attention particulire.

    Deux modalits de recherches sont dployes simultanment : des recherches-action cibles sur des chantiers complexes qui mettent en uvre

    des pratiques de co-traitance un observatoire des pratiques de co-traitance et de sous-traitance

    Parties prenantes et moyens La Chaire porte par lEcole des Mines de Nantes est le fruit de la collaboration de trois partenaires fondateurs : Arva, DCNS, et IRSN (SFORE). Lance en mars 2012, elle est dote dun budget de 1,5 M sur 5 ans.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Titre de la prsentation : Apport de la modlisation molculaire la comprhension des phnomnes physicochimiques aux interfaces.

    Sylvain Cristol, Jean-Franois PaulProfesseurs des universitsUnit de Catalyse et Chimie du SolideUMR CNRS 8181 Universit Lille 1 59650 Villeneuve dAscqThmes de recherche : modlisation des ractions dhydrodsulfuration, modlisation et spec-troscopie appliques la comprhension des phases oxydes supports pour la valorisation du mthanol, modlisation des rponses spectroscopiques en phase condense

    La chimie thorique permet de prvoir la ractivit et la dynamique en phase gazeuse, en phase condense ou aux interfaces solide-gaz et solide-liquide et dobtenir par le calcul les donnes nergtiques et cintiques de phnomnes chimiques qui peuvent tre difficiles mesurer exprimentalement. La modlisation est alors un complment de choix pour les tudes exprimentales et permet une meilleure comprhension des phnomnes tudis. Aprs une introduction sur les diffrentes mthodes de calcul, leurs points forts et leurs limitations, un exemple dapplication de ces mthodes aux problmatiques de la suret nuclaire sera abord. La comprhension de la nature des interactions entre les diffrents produits de fission et les surfaces avec lesquelles ils peuvent interagir lors dune fuite accidentelle est indispensable pour estimer la quantit et la nature chimique de produit relargus. Les surfaces mtalliques ou doxydes prsentes dans le racteur, les circuits de fluide et les filtres peuvent catalyser la formation de produits volatils ou au contraire piger un certain nombre dlments. La modlisation au niveau atomique de ces interactions et transformations permet daffiner les donnes exprimentales quand elles sont disponibles ou de les remplacer quand les mesures sont impossibles. La chimie quantique qui permet obtenir des donnes quantitatives la fois sur la nature et la force de linteraction donnera accs la quantit de produits dpos la surface des solides. De mme le calculs des vitesses de transformation et de dsorptions des produits donnera des informations sur la dure de diffusions des produits radioactifs dans latmosphre. Une des difficults de ce type dtude est la dfinition dun modle prenant en compte les conditions exprimentales parfois extrmes dans lesquelles la raction a lieu. Des modles thermodynamiques relativement simple permettent de tenir compte des conditions de tempratures et de pressions du milieu et donc de les faire varier pour reproduire la nature et lvolution du systme en fonction des conditions exprimentales.

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    Journes des thses 2012 LE CROISICSujet de la thse :

    Etude thorique du rle du bore sur le comportement de liode dans le circuit primaire dun racteur.

    Doctorant : Romain VANDEPUTTE Date du dbut de la thse : 04/10/2010Laboratoire : PSN-RES/SAG/LETRFinancement de thse : IRSN/EDFDirecteur de thse : Florent LOUIS - Universit de LilleTuteur de thse : Laurent CANTRELEcole doctorale : Universit Lille 1 Sciences et Technologies/SMRE

    Dans le cadre dun accident nuclaire majeur, les produits rsultant de la dgradation des barres de contrle sont susceptibles dinfluencer le transport de liode dans le Circuit Primaire (CP) dun Racteur Eau Pressurise (REP) comme latteste les rsultats du programme PHEBUS-PF. Trois essais exprimentaux PHEBUS-PF (FPT0, FPT1 et FPT2) ont t raliss en prsence de barres de contrle en Argent-Indium-Cadmium (AIC) et un autre essai (FPT3) avec des barres de contrle constitues de carbure de bore (B4C). Lors de lessai FPT3 une fraction beaucoup plus importante diode gazeux la brche a t observe. Il est suspect que la formation de CsI soit limite au profit de composs de type CsxByOz (en particulier le mtaborate de csium CsBO2). Les rsultats de cette thse doivent apporter ou consolider des donnes de type thermochimique concernant les borates de csium qui sont mal connus dans la littrature et des donnes dordre cintique concernant les ractions conduisant la formation de ces borates. Lensemble de ces donnes sera intgr dans le logiciel de simulation des accidents graves ASTEC (Accident Source Term Evaluation Code), et les essais analytiques raliss en support linterprtation des essais PHEBUS-PF (cf. Thse M. Gouello) ainsi que lessai FPT3 seront rinterprts la lumire de ces nouvelles donnes. Un des moyens pour accder ces grandeurs thermocintiques consiste associer des outils de chimie quantique, la thermodynamique statistique et les thories cintiques appropries.

    Les paramtres structuraux (gomtries et frquences vibrationnelles) pour les composs du type CsByOz, Cs(ByOz)2 et Cs2(ByOz)2 sont dtermins avec la mthode B3LYP associes aux bases dorbitales atomiques cc-pVTZ et aug-cc-pVTZ pour les atomes de bore et doxygne. Latome de csium est dcrit par le pseudopotentiel ECP46MDF dvelopp par Lim et al.. Les enthalpies standard de formation 298 K sont calcules avec des ractions datomisation et isogyrique. Finalement, pour les monomres, les valeurs calcules ont t compares avec ceux obtenues avec la mthode CCSD(T) plus labore. Lensemble des rsultats sera prsent et compar avec les valeurs disponibles dans la littrature. En dernire anne de thse, les efforts porteront sur la dtermination des voies de raction conduisant la formation de ces borates de csium.

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  • LIRSN et ses partenariats en recherche

    Session Suret (2/2)

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mardi 2 octobre : 11h20 - 12h50

    Prsident : Bernard BONINDirecteur scientifique de la DEN au CEA

    Membre du Conseil scientifique de lIRSN

    Jean-Michel TORRENTI (IFSTTAR) : Durabilit des ouvrages de gnie civil.

    Mohamad AL SHAMA (doctorant IRSN FAR et IFSTTAR) : tude du risque de dvelop-pement dune raction sulfatique interne et de ses consquences dans les btons de structures des ouvrages nuclaires.

    Xuan Dung VU (doctorant IRSN et INPGrenoble) : tude du comportement de dalles en bton soumises un impact : Caractrisation du matriau, Modlisation et Validation.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Titre de la prsentation : La durabilit des ouvrages de gnie civil.

    Jean-Michel TORRENTIDirecteur du dpartement matriauxInstitut franais des sciences et technologies des transports, de lamnagement et des rseaux (IFSTTAR)

    Thmes de recherche : Btons et composites cimentaires, Dmarches durables en Gnie civil, Physico-chimie des matriaux, Structures et matriaux pour les infrastructures de transport

    Dans le contexte normatif actuel, la durabilit dune structure en bton sappuie sur les classes dexposition pour dfinir les risques dagressions et dattaques auxquels louvrage ou la partie douvrage va tre expos pendant la dure dutilisation de la structure.

    partir de la classe dexposition, la norme NF EN 206 1 prescrit des moyens datteindre la durabilit recherche : valeurs minimales (teneur en liant par exemple) ou maximales (rapport eau sur liant par exemple) pour la composition du bton et une valeur performantielle : la rsistance mcanique. Ces valeurs correspondent au retour dexprience : un bton compos selon ces rgles aura normalement la durabilit escompte. Afin de protger de la corrosion les armatures de bton arm, lEurocode 2 rgle la valeur de lenrobage principalement en fonction de la classe dexposition et de la qualit du bton, mesure par sa rsistance. L encore, le retour dexprience sur les structures existantes a permis de dfinir les valeurs rglementaires au niveau de fiabilit recherch.Paralllement lapproche prescriptive, se dveloppent actuellement des approches dites performantielles . Elles ont pour objectif dobtenir un bton durable, non pas en imposant des contraintes relatives sa composition mais par lobtention directe de performances concernant sa durabilit. Ces approches permettent de prendre en compte plus facilement les considrations de dveloppement durable, par exemple en utilisant une quantit de liant plus faible que celle impose par la norme.

    La mthode de conception performantielle, ou approche par indicateurs de durabilit (comme la porosit leau Peau, la permabilit au gaz Kgaz, le coefficient de diffusion des chlorures Dapp), est ainsi prvue par la norme NF EN 206 1. Cette mthode repose sur des modles, par exemple, de carbonatation ou de pntration des chlorures, afin den dduire des indicateurs relatifs ces modles et des valeurs limites de ces indicateurs pour atteindre la durabilit recherche. De plus ces modles peuvent tre probabiliss afin de prendre en compte la variabilit des proprits des btons (projet ANR APPLET). Ces approches sont actuellement appliques aux ouvrages neufs pour lesquels on peut esprer une durabilit mieux maitrise. Dans le cas du parc actuel douvrages, on veut pouvoir utiliser les mmes modles, mesurer sur structure lvolution des indicateurs de durabilit et prdire ainsi une durabilit. Cest lobjectif du projet ODOBA en cours de montage. Il doit permettre de valider les modles et les mthodes de mesure dindicateurs performantiels adquats grce une exprimentation sur grande chelle.

    La similitude des missions en matire dexpertise et de recherche pour les infrastructures de transports lIFSTTAR et pour le nuclaire lIRSN, ainsi que la complmentarit des quipes, teste dans plusieurs thses, et, enfin, la volont de faire voluer les pratiques et les recommandations (notamment sur la RSI) conduisent lIRSN et lIFSTTAR a construire ensemble le projet ODOBA.

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    Journes des thses 2012 LE CROISICSujet de la thse :

    Etude du risque de dveloppement dune raction sulfatique interne et de ses consquences dans les btons de structure des ouvrages nuclaires.

    Doctorant : AL SHAMAA MohamadDate du dbut de la thse : 01/10/2009Laboratoire : PSN-EXP/SES/BAGCSFinancement de thse : Cofinancement IRSN/IFSTTARDirecteur de thse : Jean-Michel TORRENTI (IFSTTAR)Tuteur de thse : Georges NAHAS (IRSN)Ecole doctorale : Universit Paris-Est- Sciences, Ingnierie et Environnement

    La raction sulfatique interne (RSI) dans les ouvrages en bton est une pathologie susceptible de se dvelopper lorsque des conditions particulires portant sur la composition du bton, les conditions thermiques au jeune ge et lenvironnement sont runies. Ce phnomne est attribu la formation dettringite diffre qui provoque un gonflement du matriau et une fissuration dans la structure, et peut affecter deux types de bton : les btons prfabriqus traits thermiquement et les btons couls en place dans les pices massives. Dans les ouvrages nuclaires, o il existe des pices massives, lventualit de rencontrer ce phnomne ne peut pas tre carte. Il apparat alors ncessaire pour ces ouvrages de vrifier sil existe un ventuel risque de dveloppement long terme dune RSI. Cette tude revt une importance capitale dans un contexte o une prolongation de la dure de vie de ces installations est envisage.

    Dans ce cadre, les travaux de thse ont port sur lvaluation vis--vis de la RSI du comportement du B11, un bton reprsentatif de celui utilis dans la construction du radier gnral dune enceinte de confinement dune centrale nuclaire. La simulation numrique de lvolution de la temprature lors du coulage du bton pendant la construction du radier a montr que la temprature atteinte cur du radier, dans certaines leves, dpassait la valeur de la temprature maximale prconise par les recommandations du LCPC sur la prvention du risque de la RSI. Cette simulation a servi galement dfinir le chargement thermique utilis dans le protocole exprimental de la mthode dessai des lpc n66 pour dtecter cette pathologie. Ltude exprimentale a montr que le B11 prsente un rel risque de dveloppement de la RSI. Ltude de linfluence de la pathologie sur les proprits du bton a mis en vidence une dgradation importante de ses performances mcaniques et une augmentation significative de sa permabilit. Par ailleurs, lhumidit relative joue dune manire significative sur le dclenchement de la pathologie. Des gonflements importants sont observs dans des btons immergs dans leau ou conservs sous hygromtrie sature. Cette constatation conduit considrer que la raction chimique peut se dclencher sans que louvrage soit immerg dans leau. Enfin, ltude de linfluence du squelette granulaire sur le phnomne de gonflement a montr que le diamtre et le taux de substitution des inclusions sont dune grande importance sur la cintique et lamplitude du gonflement. Cette nouvelle constatation expliquerait leffet aggravant des fillers calcaires sur le dveloppement de cette pathologie.

    Cette thse a contribu apporter des lments de connaissance pour la prvention de cette pathologie trs destructive pour les ouvrages en bton.

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    Sujet de la thse : Vulnrabilit des dalles en bton sous impact.

    Doctorant : VU Xuan DungDate du dbut de la thse : 01/11/2009Laboratoire : PSN/SES/BAGCS, RV/3S-R (Universit JF Grenoble)Directeur de thse : Laurent DAUDEVILLE /Universit Joseph FourierTuteur de thse : Bertrand CIRE Financement de thse : BDI (cofinancement IRSN-CNRS)Ecole doctorale : Grenoble, IMMEEP - ED510

    Le bton est un matriau dont le comportement est complexe, notamment dans les cas de sollicitations extrmes. Lobjectif de cette thse est de caractriser exprimentalement le comportement du bton lorsque celui-ci est soumis des sollicitations gnres par un impact (compression confine et traction dynamique) et de dvelopper un outil numrique robuste permettant de modliser dune manire fiable son comportement. La premire anne de thse a permis de caractriser le comportement statique multi axial en compression et le comportement dynamique uniaxial en traction du bton. Le programme exprimental a t effectu sur le bton provenant du centre de VTT et qui a servi dans les essais dimpact raliss par ce laboratoire en Finlande. Les rsultats de ces essais ont t utiliss pour identifier les paramtres du modle de comportement du bton PRM (Pontiroli-Rouquand-Mazars) disponible dans le logiciel ABAQUS. Ce modle repose sur un couplage entre un modle dendommagement et un modle de plasticit permettant de simuler le comportement du bton sous fort confinement. La deuxime et la troisime anne de la thse ont t consacres lamlioration du modle numrique PRM coupl pour disposer dun outil capable de reproduire le comportement du bton sous diffrents trajets de chargement et diffrents niveaux de confinement tout en tenant compte du degr de saturation dans le bton. Ces amliorations ont ensuite t valides et vrifies par confrontation des rsultats numriques obtenus et des essais de type impact.Etudes exprimentales :

    Des essais de compression triaxiale sur bton pour une gamme de confinement variant de 0 MPa (compression simple) 600 MPa ont t raliss, ainsi que des essais de traction dynamique diffrente vitesse de chargement. Etudes numriques : Identification des paramtres du modle PRM coupl pour le bton utilis pour les essais VTT Amlioration du modle PRM coupl pour tenir compte du degr de saturation du bton et retrouver

    les rsultats exprimentaux des essais VTT. Simulation dimpacts des Benchmarks IRIS 2010 et 2012 dont le confinement

    maximal est proche de 150 MPa.et des essais de perforation du bton dans lesquels le confinement maximal atteint 500 MPa (bton standard R30A7)

    Conclusion :Cette thse a permis de mettre en vidence limportance de plusieurs lments notamment : le degr de saturation du bton sur le comportement du bton forte valeur de

    confinement, les contraintes de cisaillement dans le modle dendommagement du bton,

    .../...

  • la caractrisation du bton par des essais triaxiaux sur la presse GIGA, car lutilisation de la limite caractristique du bton la compression et les valeurs calcules par dfaut du modle rhologique PRM conduisent des rsultats numriques trs loigns des valeurs exprimentales.

    Perspectives : Amlioration de lvolution de la variable de couplage dans le modle PRM entre la

    partie endommagement et la partie plasticit, et prise en compte des contraintes de cisaillement dans le modle dendommagement.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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  • LIRSN et ses partenariats en recherche

    Session environnement et sant (1/2)

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mardi 2 octobre : 14h10 - 15h30

    Prsident : Jean-Christophe SABROUX (IRSN)

    Patrice MESTAYER (Ecole Centrale de Nantes) : Le rle de la turbulence dans les trans-ferts atmosphriques, le transport et la dposition des polluants dans latmosphre urbaine.

    Pierre ROUPSARD (doctorant IRSN) : Quantification du dpt sec des arosols et de leurs lessivages par la pluie sur diffrents substrats en milieu urbain.

    Arnaud QUEREL : (doctorant IRSN) : Etude exprimentale analytique du rabattement des arosols atmosphriques par des prcipitations ddie la quantification.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    titre de la prsentation : Observation et modlisation de latmosphre urbaine et ctire (mtorologie, climatologie, tldtection).

    Patrice MESTAYERDirecteur de Recherche mrite du CNRSInstitut de recherche en sciences et techniques de la ville (IRSTV)Fdration de recherche CNRS (FR 2488), Nantes

    Dans un premier temps on observera la gnration de la turbulence dans les coulements fluides par le cisaillement de lcoulement et ses consquences sur le mlange macroscopique et les transferts de matire. Puis on observera la structure gnrale de latmosphre pour se focaliser sur celle des plus basses couches, et principalement sur lcoulement turbulent proximit de la surface terrestre (couche limite atmosphrique et couche de surface). On en dduira les mcanismes de transferts de matire de la surface vers latmosphre (envols) et de latmosphre vers la surface (dpositions), dabord en condition homogne sur les grandes surfaces uniformes, marines ou terrestres, puis dans les conditions htrognes que lon trouve au-dessus des agglomrations urbaines. On finira en dtaillant les interactions entre les tissus urbains et la trs basse atmosphre et leurs consquences pour les transferts de polluants.Aprs plusieurs annes de coopration du Laboratoire de radiocologie dOcteville avec plusieurs quipes de lIRSTV, notamment le projet InoGEV (Innovations pour la gestion durable de leau en Ville) dont le but est dacqurir la connaissance et la matrise de la contamination des eaux pluviales urbaines, lIRSN est maintenant partenaire de cet institut fdratif : on prsentera brivement lIRSTV, les causes et consquences dune structuration fdrative des recherches sur les environnements urbains.

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    Sujet de la thse : Etude phnomnologique du dpt sec darosols en milieu urbain : influence des proprits des surfaces, de la turbulence et de la mtorologie locale.

    Doctorant : Pierre ROUPSARDDate du dbut de la thse : 2 novembre 2009Laboratoire : PRP-ENV/SERIS/LRCFinancement de thse : Cofinancement ANR Inogev IRSNDirecteur de thse : Alexis COPPALLE / INSA de RouenTuteur de thse : Denis MAROEcole doctorale : INSA de Rouen / SPMII

    Comprendre et valuer limportance des rejets chroniques et accidentels darosols submicroniques dans les flux de polluants aux interfaces reprsente aujourdhui un enjeu de premier ordre pour le suivi et la gestion de la pollution atmosphrique. Le milieu urbain peut tre fortement expos aux polluants atmosphriques et, dans le cas de radionuclides, les surfaces urbaines peuvent tre une voie dexposition des habitants aux rayonnements des lments radioactifs dposs. Or, le dpt sec darosols a jusqu prsent t trs peu tudi dans ce milieu. Il en rsulte quil est assez mal connu et que les modles urbains de dpt ne sont pas prcis.Cette tude a pour principaux objectifs de quantifier les vitesses de dpt sec (rapport dun flux de dpt sec par une concentration dans lair) darosols submicroniques sur des surfaces urbaines en fonction des conditions de turbulence et des conditions mtorologiques locales. Les rsultats obtenus doivent permettre de hirarchiser limportance de diffrents mcanismes physiques de dpt (impaction inertielle, phnomnes phortiques, sdimentation). Une attention particulire est apporte ltude de la thermophorse en milieu urbain.

    Une approche exprimentale originale base sur le traage avec des arosols et la mesure des paramtres environnementaux a t dveloppe. Elle sarticule en trois tapes pour intgrer progressivement les diffrents mcanismes de dpt : 1, en soufflerie ; 2, in situ sur de courtes dures (60 min) ; 3, in situ sur de longues dures (1 mois). Un arosol de fluorescine gnr est utilis en soufflerie et in situ sur de courtes dures. Le bryllium 7 atmosphrique est utilis in situ sur de longues dures.Les rsultats de soufflerie montrent que selon les conditions rencontres, les processus turbulents de dpt (impaction, interception), la sdimentation et la thermophorse sont les mcanismes prdominants. Les rsultats in situ sur de courtes dures mettent en vidence les mmes mcanismes, confirmant leur importance, la thermophorse devant ainsi tre prise en compte comme un processus majeur en conditions relles. Par contre, in situ sur de longues dures, la variation de la taille des particules est vraisemblablement le phnomne le plus important prendre en compte. Favorisant limpaction turbulente et la sdimentation elle augmente le dpt.

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    Sujet de la thse : Etude exprimentale analytique du rabattement des arosols atmosphriques par des prcipita-tions ddie la quantification de l influence des diffrents phnomnes physiques induits par les conditions naturalistes.Doctorant : Arnaud QURELDate du dbut de la thse : 01/10/2012Laboratoire : PSN-ENV/SCA/LECEVFinancement de thse : TAFDirecteur de thse : Andrea Flossmann - Universit de Clermont FerrandTuteur de thse : Emmanuel PorcheronEcole doctorale : Clermont Ferrand - Sciences fondamentales

    Lors dune ventuelle libration dans latmosphre de matires radioactives sous forme particulaire, celles-ci vont se disperser et se dposer au sol. Deux types de dpts sont gnralement distingus : le dpt sec (voir travaux de P. Roupsard) et le dpt humide. Les travaux de cette thse sont consacrs uniquement au dpt humide, et plus spcifiquement au rabattement des particules par la pluie sous le nuage (les phnomnes se droulant dans le nuage ne sont pas tudis ici).Une approche microphysique est utilise pour aborder ce phnomne. Cette approche est complmentaire de la vision mso-chelle (voir travaux de G. Depuydt).Lapproche microphysique, dcrits explicitement les mcanismes physiques se droulant cette chelle des gouttes, puis les modlise au sein dun modle atmosphrique afin de prvoir des comportements a mso-chelle (chelle de la pluie).Ce modle microphysique permet de calculer la formation dun nuage et des prcipitations conscutives et est particulirement adapt au suivi des interactions entre les gouttes et les arosols. Entre autres choses, il dcrit de manire dtaille lvolution des distributions granulomtriques en masse et en nombre des particules pour chaque types darosols, et dans chaque couche de latmosphre.En somme, le rabattement des particules par la pluie peut tre trs finement modlis avec DESCAM.Cependant, parmi les paramtres physiques utiliss par DESCAM, il en existe un qui est particulirement mconnu pour les gouttes de pluie : lefficacit de collecte dune particule par une goutte.Afin de mesurer ce paramtre indispensable une bonne modlisation, lexprience BERGAME (Banc dEtude du Rabattement Goutte/Arosol et des Mesures dEfficacit de collecte) a t dimensionne et construite. Il sagit principalement dun gnrateur de goutte, dune colonne de 10 m de hauteur et dune cuve remplie darosols. Les gouttes qui atteignent leur vitesse limite de chute traversent la cuve, puis la masse de particules quelles auront capt au cours de cette traverse de la cuve est mesure, ce qui permet de dterminer de lefficacit de collecte.Les efficacits de collecte ainsi mesures sont ajoutes au modle DESCAM, permettant une modlisation plus fiable du rabattement des arosols atmosphriques par la pluie.

  • LIRSN et ses partenariats en recherche

    Session environnement et sant (2/2)

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mardi 2 octobre : 16h40 - 18h00

    Prsident : Patrick LALOI (IRSN)

    Pierre WEISS (Universit de Nantes) : Biomatriaux et ingnierie tissulaire.

    Raphalle BESSOUT (doctorante IRSN) : Bnfice thrapeutique d une injection de cellules souches msenchymateuses (CSM) sur la rparation des lsions colorectales radio-induites - Rle du processus inflammatoire.

    Jean-Victor LACAVE-LAPAULIN ( doctorant IRSN) : Rle des Toll-like Receptor (TLR) dans les orientations immunitaires induit par une irradiation abdominale : potentia-lisation des TLR dans le traitement des lsions radio-induites par les cellules souches msenchymateuses.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    titre de la prsentation :

    Ingnierie tissulaire osto-articulaire en territoire irradi.

    PPierre WEISS Directeur du Laboratoire dIngnierie Osto-Articulaire et DentaireUFR dodontologieUniversit de NantesThmes de recherche : Ingnierie tissulaire du squelette, biomatriaux, dispositif mdical, substituts osseux injectables, hydrogels.

    Le cancer des VADS (Cancer des voies aro-digestives suprieures) est le quatrime cancer chez lhomme en France et son taux de mortalit est le plus lev en Europe. La France est le troisime pays le plus touch dans le monde. Les localisations les plus frquentes concernent la cavit orale dont lincidence est une des plus leve dans le monde.

    Ces cancers sont traits dans la grande majorit des cas par une association chirurgie et radiothrapie se traduisant par des squelles dento-squelettiques et orofaciales dont les consquences fonctionnelle (mastication, dglutition, alimentation, parole), esthtique, psychologique et sociale diminuent de manire significative la qualit de vie de ces patients.

    La greffe osseuse autologue (GOA) ou les techniques dingnierie tissulaire osseuse (ITO) utilisant des biomatriaux phosphocalciques ne permettent pas de gnrer une reconstruction craniofaciale en territoire irradi ou cicatriciel satisfaisante. Des tudes dassociation de phosphates de calcium de calcium en territoire irradi chez le rat (O. Malard et coll.) ont montr quil est indispensable dutiliser de la moelle osseuse totale pour rgnrer du tissu irradi. Dans le but de dterminer une stratgie optimale, nous (P Corre et coll.) avons compar les principales techniques dITO utilisant ou non des cellules souches msenchymateuses (CSM) dans un modle de souris nude sous cutane et de dfaut critique de calvaria chez le rat syngnique. Dans les deux modles, la moelle osseuse totale donne des rsultats quivalents ou meilleurs que les cellules souches msenchymateuses. Pourquoi ?

    Dans cette prsentation, nous allons essayer de montrer les difficults de lingnierie tissulaire osseuse actuelle et particulirement en territoire irradi et les pistes de recherche actuelles pour y remdier.

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    Sujet de la thse : Utilisation des cellules souches msenchymateuses dans le traitement des lsions colorectales radio-induites : Rle du processus inflammatoire.

    Doctorant : Raphalle BESSOUTDate du dbut de la thse : 01/11/2008Laboratoire : PRP-HOM/SRBE/LRTEFinancement de thse : rgion IDF dim StemDirecteur de thse : Marc BenderitterTuteur de thse : Noelle MathieuEcole doctorale : Paris6 /Physiologie, Physiopathology

    La radiothrapie reste aujourdhui incontournable dans la prise en charge des pathologies cancreuses de la zone pelvienne. La radiothrapie consiste en un compromis optimal entre le contrle tumoral et les dommages aux tissus sains i.e. risque/bnfice. Lirradiation des zones saines peut entraner une perte de lintgrit intestinale aboutissant des complications gastro-intestinales prcoces (80%) et tardives (10%) chez les patients traits par radiothrapie. Lvolution rcente des protocoles de radiothrapies pelviennes permet de diminuer les volumes de tissus sains irradis. Nanmoins, lintensification des traitements, souvent associ dautres stratgies cytotoxiques, entrane une augmentation des complications gastro-intestinales. Chez des patients traits par radiothrapie et ayant reu, la suite dun accident, un surdosage dirradiation, on observe une aggravation considrable des complications gastro-intestinales. Malgr le grand nombre de molcules disponibles, la complexit physiopathologique de ces lsions et le contexte septique intestinal limitent lefficacit des thrapies disponibles.

    Lutilisation de la thrapie cellulaire utilisant les cellules souches msenchymateuses (CSM) semble prometteuse en mdecine rgnrative. Le traitement par les CSM induit un bnfice thrapeutique chez les patients atteints de maladies inflammatoires et dveloppant des lsions gastro-intestinales. Dautre part, une amlioration de la cicatrisation cutane a pu tre observe chez des personnes ayant t irradies accidentellement au niveau de la main et de la cuisse et traites par CSM. Ce travail de thse a pour but de proposer un traitement innovant aux patients ayant des complications colorectales svres suite une radiothrapie ou un surdosage de radiothrapie abdominale. Le laboratoire a labor un modle dirradiation colorectale 27Gy chez le rat qui permet dobtenir des lsions histopathologiques similaires celles observes chez les patients.

    Les rsultats obtenus lors de cette tude a permis de mettre en vidence lefficacit dun traitement par les CSM dans le traitement des lsions induites par des irradiations fortes doses au niveau du colon. Le traitement induit une acclration du processus de rgnration de la muqueuse colique. Il a aussi t dmontr, dans ce modle, limplication des capacits immunomodulatrices des CSM sur les cellules de limmunit adaptative. De plus, un nouveau mcanisme dimmunomodulation des CSM impliquant les glucocorticodes a t dmontr.Lensemble de ces donnes obtenues, sur un modle rongeur, suggrent que les CSM pourraient tre utilises afin de rduire les complications tardives suite au traitement de cancer de la sphre abdomino-pelvienne par radiothrapie ou dans le cadre compassionnel de patients sur-irradis lors dun accident de radiothrapie.

    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Sujet de la thse : Rle des Toll-Like Receptor (TLR) dans les orientations immunitaires induit par une irradiation abdominale: Potentialisation des TLR dans le traitement des lsions radio-induites par les cel-lules souches msenchymateuses .

    Doctorant : Jean-Victor LACAV-LAPALUN Date du dbut de la thse : 02/11/09Laboratoire : PRP-HOM/SRBE/LRTEFinancement de thse : TAFDirecteur de thse : Christine LinardEcole doctorale : Paris VI : ED394 Physiologie / Physiopathologie

    Ce travail de thse sinscrit dans le programme de thrapie cellulaire de lIRSN (projet 5.2.2 du PMLT). Elle sinscrit dans les axes de recherche du laboratoire en proposant une stratgie pour potentialiser leffet thrapeutique des cellules souches msenchymateuses (CSMs) dans un contexte de brulures radiologiques intestinales.Cette stratgie est base sur ladjonction dun motif bactrien au traitement pour stimuler le systme immunitaire de lhte et favoriser ainsi limplantation des CSMs. Ces motifs vont stimuler des rcepteurs (Toll-Like Receptors (TLRs)) situs la surface dune grande partie des cellules. Ces rcepteurs font partis des patern recognition receptors . Ils ragissent et captent certains motifs microbiens. Cette stimulation va entrainer la scrtion de cytokines pour une mise en place dune immunit inne rapidement efficace contre les microorganismes.En plus de permettre la mise en place de limmunit, lactivation des TLRs a dmontr un effet radio-protectant dans de nombreux pithliums dont lintestin. Cette activation peut tre recres in vivo grce des injections de ces motifs bactriens.Cette thse comporte 2 objectifs : Caractriser les effets radioprotectants dues la stimulation des TLRs dans un

    modle colique de complications des radiothrapies Potentialiser les effets bnfiques des CSMs par ladjonction de ligands de TLRs

    dans un modle colique de surexposition

    Dans le modle de complication des radiothrapies, linjection des ligands spcifiques des TLR4 et TLR5 induisent de forts changements au sein de la raction immunitaire post-irradiation. Un effet anti-inflammatoire est observ principalement au travers de la diminution des infiltrats granulocytaires et de la diminution de cytokines pro-inflammatoire (IL-8). Cet effet anti-inflammatoire observ avec linjection de ligands peut prsenter un bnfice important pour favoriser la cicatrisation en inhibant linflammation et en modulant les populations de cellules immunitaires au sein du tissu. Le bnfice thrapeutiques des CSMs lhors de la surexposition colo-rectale vient dtre dmontr dans un modle pr-clinique chez le mini-pig. Dans lobjectif de potentialiser ces effets thrapeutiques nous avons montr que les CSMs cultives en prsence de ligands des TLRs et injectes chez le rat rtablisse le statut immunitaire colique. Lensemble de ces rsultats donne lieu la rdaction de 3 articles.

  • Session

    Recherche en sret

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mercredi 3 octobre : 8h20 - 10h25

    Prsident : George YadigarogluProfesseur ETH Zrich

    Membre du Conseil scientifique de lIRSN

    Jean Claude Micaelli Prsentation des recherches en sret lIRSN

    Alexis JINAPHANH, Amlioration de la convergence des sources dans le code MORET par un calcul dterministe de type Algebraic Collapsing

    Jrmy SABARD, tude de lexplosion de mlanges diphasiques hydrogne et pous-sires mtalliques

    Jonathan GERARDIN, Impact des changes radiatifs dans le refroidissement des cen-trales nuclaires sous condition accidentelle

    Lticia BUSLIG, Mthodes stochastiques de modlisation de donnes : application la reconstruction de donnes non rgulires

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Sujet de la thse : Etudes de la convergence dun calcul Monte Carlo de criticit : utilisation dun calcul dterministe et dtection automatise du transitoire

    Doctorant : JINAPHANH AlexisDate du dbut de la thse : 15/11/2009Laboratoire : PSN-EXP/SNCFinancement de thse : IRSNDirecteur de thse : Annick Billebaud /CNRS-IN2P3Tuteur de thse : Joachim MissEcole doctorale : Universit Joseph Fourier

    Lobjet de cette thse est de contribuer aux travaux de R&D destins rendre plus robuste et acclrer la convergence des neutrons lors de leur simulation par mthode de Monte Carlo (MC) pour les configurations dlicates prsentant des faibles couplages neutroniques : prise en compte de profils dirradiation des assemblages, modlisations dinstallations de trs grandes dimensions telles que des curs de racteurs De telles configurations peuvent conduire une mauvaise, voire une fausse, estimation du keffectif (le facteur de multiplication des neutrons est le paramtre de base qui caractrise la sret-criticit dun systme contenant de la matire fissile), ou une mauvaise estimation de la distribution des flux utiliss pour les calculs couplant codes dvolution et codes MC. Ces recherches sont menes dans le cadre dun accord de collaboration entre lIRSN (expert dans le dveloppement des mthodes MC en neutronique) et lEcole Polytechnique de Montral (experte dans le dveloppement des mthodes dterministes pour la physique des racteurs).

    Afin damliorer la convergence du calcul Monte Carlo, ainsi que sa dtection, deux approches ont t envisages dans ce travail de thse.

    La premire consiste amliorer le calcul en modifiant la simulation laide dun flux adjoint obtenu par un calcul dterministe ralis en amont. Cette approche consiste fournir ainsi au code MC une cartographie grossire de la ractivit du systme. Dans cette optique, trois modifications du calcul ont t envisages au niveau de linitialisation, la slection des sites de fission de la gnration suivante et de la marche alatoire des neutrons. Nous avons pu conclure que : Linitialisation grce un flux adjoint permet de rduire significativement le transitoire, la slection des sites de fission et la modification de la marche alatoire permettent dans certains cas damliorer les estimations, sans pour autant donner un avantage dcisif.

    La seconde consiste localiser a posteriori le transitoire et supprimer des estimations les tapes (paquets de neutrons simuls) de convergence. Cette mthode repose sur la dtection de la stationnarit dune srie. Une srie particulire, appele entropie de Shannon a t utilise. La dmarche repose sur lutilisation dun test statistique ayant pour variable de dcision la moyenne du pont de Student. La mthode propose permet de disposer dun moyen de dtecter automatiquement le transitoire dans la mesure o un indicateur de convergence fiable est disponible.

    .../...

  • 33

    Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Sujet de la thse : Etude de lexplosion des mlanges diphasiques hydrogne et poussires mtalliques.

    Doctorant : SABARD JrmyDate du dbut de la thse : 16/11/2009Laboratoire : PSN-RES/SAG/BPhAGFinancement de thse : Cofinancement IRSN/Rgion CentreDirecteur de thse : CHAUMEIX Nabiha - CNRS OrlansTuteur de thse : Ahmed BENTAIBEcole doctorale : EDST Orlans /Universit dOrlans

    En condition de fonctionnement normal de linstallation exprimentale ITER, quelques centaines de kilogrammes de poussires de bryllium, de graphite et de tungstne sont produites suite lrosion des parois de lenceinte vide (VV) par le plasma. Lors dun accident de perte de refroidissement ou de confinement, par exemple, lcoulement gnr par la fuite deau peut entrainer les poussires, dposes sur les parois, et les mettre en suspension dans latmosphre de lenceinte VV. Ces poussires peuvent ragir avec la vapeur pour produire lhydrogne accentuant ainsi le caractre explosible de latmosphre diphasique gaz-poussires de lenceinte VV. Lobjectif de la thse est de complter la connaissance sur les donnes fondamentales caractrisant lexplosion de ces mlanges diphasiques permettant ainsi dvaluer les pressions gnres par une ventuelle explosion des poussires quelle soit concomitante on non celle de lhydrogne.Aprs une tude bibliographique de ces diffrents phnomnes, des expriences, en bobe sphrique, concernant des mlanges gazeux hydrogne oxygne - azote ont t ralises. Les expriences ont t accomplies pour des tempratures de 303 et 343K et des pressions de 50 et 100kPa pour diffrents concentrations dhydrogne et diffrents rapports N2/O2 dans le mlange.

    Les paramtres de caractrisation de lexplosion de ces mlanges ont t dtermins tel que la pression maximale de combustion (PMAX), la vitesse de maximale de monte en pression ((dP/dt)MAX) et le temps de combustion. Une modlisation utilisant le code COSILAB a t ralise, permettant de dduire la vitesse fondamentale de flamme sur la base de trois mcanismes cintiques dtaills rcents de la littrature. Les valeurs ainsi dduites sont compares aux valeurs exprimentales. Ces trois modles sont galement utiliss pour la dtermination de lnergie dactivation de ces mlanges en fonction de la composition initiale du mlange et des conditions

    initiales. De plus, des calculs thermodynamiques lquilibre ont t raliss afin de comparer les pressions maximales de combustion aux valeurs thoriques.Les derniers mois ont t consacrs la mise en place du systme de dispersion des particules et aux essais de qualification de ce systme. Les premiers essais concernant ltude de lexplosion des mlanges diphasiques sont actuellement en cours.

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    Journes des thses 2012 LE CROISICSujet de la thse :

    Evaluation du transfert radiatif dans le coeur dun Racteur Eau Pressurise (REP) lors de la phase de renoyage dun Accident de Perte de Rfrigrant Primaire (APRP).

    Doctorant : Jonathan GERARDIN Date du dbut de la thse : 06/10/2009Laboratoire : DPAM/SEMCA/LIMARFinancement de thse : Directeur de thse : Pascal BOULET - Universit de NancyTuteur de thse : Pierre RUYEREcole doctorale : Universit de Lorraine / Energie, Mcanique, Matriaux

    LAccident de Perte de Rfrigrant Primaire (APRP) est un accident de rfrence pour la sret des Racteurs Eau Pressurise (REP). Son tude permet de dimensionner les systmes de scurit prsents dans les racteurs nuclaires. La phase de renoyage dun APRP est un phnomne multiphysique o interviennent les effets de lvaporation, de la turbulence, du transfert radiatif...

    LIRSN ltudie laide du code de CFD appel Neptune_CFD. Ce logiciel doit tre dot dun modle de transfert radiatif. Le problme du transfert radiatif peut tre dcoup en deux sous problmes, lun concernant lvaluation des proprits radiatives du milieu et le second concernant la rsolution du transfert radiatif. Les proprits radiatives ont t calcules en utilisant la thorie de Mie pour les gouttelettes et le modle C-k pour la vapeur deau. On obtient un milieu absorbant, diffusant de faon anisotrope, missif, non gris et non homogne. De plus, la grande gamme possible au niveau des proprits de lcoulement (diamtre et concentration des gouttelettes, temprature et pression de la vapeur) peut donner un milieu optiquement fin ou optiquement pais. Il faut donc une mthode de rsolution du transfert radiatif efficace pour toutes les conditions observes dans un APRP tout en ayant un temps de calcul raisonnable du fait du couplage avec les autres modes de transferts. La mthode IDA, drive de lapproximation P1, a t choisie. Son niveau de prcision a t valid sur des cas tests acadmiques et sur une exprimentation. Des simulations en condition APRP ont ensuite t effectues, confirmant que le transfert radiatif nest pas ngligeable dans cet accident.

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    Sujet de la thse : Mthodes stochastiques de modlisation de donnes : application la reconstruction de donnes non rgulires.

    Doctorant : Lticia BUSLIGDate du dbut de la thse : 18/10/2010Laboratoire : PSN/SEMIA/LIMARFinancement de thse : IRSN/rgion PACADirecteur de thse : Jacques LIANDRAT - Ecole Centrale de MarseilleTuteur de thse : Jean BACCOUEcole doctorale : ED 184 Maths/info (AMU et Centrale Marseille)

    La reconstruction de donnes joue un rle important dans les tudes de sret puisque les donnes analyser sont le plus souvent discrtes car obtenues via des mesures ponctuelles ou via un processus numrique.Dans les mthodes de reconstruction, les deux lments cls sont : le choix dun modle reprsentant fidlement les donnes et le choix des points de mesures ou de simulation (plan dexprience) qui servent lidentification des paramtres du modle. Dans cette thse, nous nous focalisons sur le second lment en se fixant une modlisation stochastique du type Krigeage. La planification dexprience doit permettre davoir suffisamment dinformation sur le phnomne reconstruire, mais en pratique le nombre dobservations est souvent limit par le temps de calcul (codes de calcul complexes) ou par le cot financier (capteurs de mesures). Il devient donc ncessaire de dvelopper des mthodes de slection efficace des donnes produire.

    A cet effet, une nouvelle mthode de planification adaptative dexprience est en cours de dveloppement. Elle couple la thorie du Krigeage des techniques doptimisation. Son originalit vient dabord de la flexibilit dans le choix dun critre de planification optimiser qui permet, en fonction des objectifs de lanalyste, de raffiner localement (et donc damliorer la reconstruction) dans des zones dintrt (rgions o la grandeur dintrt dpasse un seuil de danger par exemple). Cette approche intgre galement une stratgie de rduction de cot de calcul qui rend possible son utilisation dans les applications industrielles. Enfin, pour pallier les problmes dinstabilits numriques (mauvais conditionnement des matrices de covariance), nous intgrons une tape de stabilisation soit par lajout dune variance derreur soit par lutilisation dun prconditionneur multi-chelles. Cette dernire construction a t ralise dans le cadre monodimensionnel et exploite la reprsentation creuse de loprateur de covariance dans une base dondelettes.

    Les travaux futurs concernent dabord la gnralisation de la construction dun prconditionneur en plus grandes dimensions. En plus de la premire application dj ralise pour lextension dun rseau de mesures (collaboration PRP-ENV/SESURE, figure ci-dessous), il est aussi envisag dutiliser ce nouvel outil pour ltude de la fissuration des gaines de combustible (laboratoire commun IRSN/CNRS MIST).

    Planification adaptative intgrant la densit de popula-tion. Rseau Tlray de 164 capteurs (en bleu), les 20 sites ajouts (en rouge). Le dgrad de gris reprsente la densit de population, les fortes densits appa-raissent en noir.

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    Session

    Recherche en sant

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mercredi 3 octobre : 11h00 - 12h40

    Prsidente : Isabelle Martelly Professeur Universit Paris 12

    Membre de la commission des thses IRSN

    Jocelyne Aigueperse Prsentation des recherches en sant lIRSN

    Clmentine POISSON, Rle du stress oxydant au niveau hpatique et rnal dans la toxicit de luranium aprs exposition chronique

    Ingrid NOSEL, Etude des modulations dexpression gnique induites chez lhomme par de faibles doses de rayonnements ionisants

    Christelle DURAND, Rle des cellules souches msenchymateuses dans la modulation de la douleur viscrale associe un modle dulcration colorectale radio-induite

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    Sujet de la thse : Rle du stress oxydant au niveau hpatique et rnal dans la toxicit de luranium aprs exposi-tion chronique.Doctorant : Clmentine POISSON Date du dbut de la thse : 04/10/2010Laboratoire : PRP-Hom/SRBE/LRTOXFinancement de thse : TAFDirecteur de thse : Isabelle DublineauTuteur de thse : Yann GuegenEcole doctorale : Universit Paris-Sud/ED 425-Innovation thrapeutique : du fondamental lappliqu

    LUranium (U) est un radiolment mais aussi un mtal lourd retrouv dans lenvironnement. En raison de sa prsence naturelle et de ses applications civiles et militaires, lHomme peut tre contamin lU par ingestion deau de boisson ou daliments contamins. Afin dvaluer les risques lis lexposition chronique faible concentration de radionuclides sur la sant de lHomme, lIRSN a mis en place le programme ENVIRHOM dans lequel sinscrit cette thse.De nombreuses tudes ont mis en vidence quaprs ingestion dU, celui-ci saccumule prfrentiellement dans les reins court terme. Le foie, qui est galement un organe dlimination-dtoxication, accumule aussi de lU mais en quantit moins importante. Aprs une exposition de courte dure lU, lun des mcanismes qui expliquerait sa nphrotoxicit serait un dsquilibre de la balance pro/antioxydant. En revanche, il existe peu de donnes dans le cas dune exposition chronique lU ainsi que sur son seuil de toxicit. Cette thse a pour objectif dtudier les effets dune contamination chronique lU au niveau rnal et hpatique sur lquilibre pro/antioxydant. Une double approche a t retenue : le versant in vivo permet de mimer les risques dexposition de la population gnrale, et les tudes in vitro apporteront des explications mcanistiques.

    Le modle animal utilis consiste contaminer des rats lU via leau de boisson pendant une dure de 3 ou 9 mois. Selon le groupe, les animaux reoivent une dose diffrente dU allant de doses environnementales (1 mg/L) des doses dcrites comme tant toxiques (400, 600 mg/L) en vue de dterminer partir de quelle dose dU un stress oxydant apparait.Diffrents analyses sont ralises : biochimique, histologique,molculaire ainsi que des mesures de bioaccumulation de lU par les organes. Les rsultats obtenus jusqu maintenant mettent en vidence des perturbations du

    statut antioxydant pour les plus fortes doses notamment une augmentation du taux de glutathion total. Ces tudes seront compltes par des travaux cibls sur Nrf2. Ce facteur de transcription joue un rle prpondrant dans linduction des systmes antioxydant et de dtoxication. Des expriences sur des modles in vivo et in vitro nexprimant pas Nrf2 sont actuellement en cours.

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    Sujet de la thse : Etude des modulations dexpressions gniques induites par de faibles doses de rayonnements ionisants.

    Doctorant : Ingrid NOSELDate du dbut de la thse : 01/10/2009Laboratoire : PRP-HOM/SRBE/LDBFinancement de thse : Allocation ministrielleDirecteur de thse : Patrick LaloiTuteur de thse : Gatan GRUELEcole doctorale : Versailles-St Quentin du gnome aux organismes

    De nos jours, lHomme est de plus en plus expos aux radiations ionisantes. Les rayonnements ionisants sont devenus un outil incontournable de larsenal diagnostique et thrapeutique de la mdecine. Lamlioration des connaissances des impacts biologiques de ces expositions est un enjeu sanitaire majeur car il permettrait de mieux prvenir les risques associs. De nombreuses voies de signalisation ou mcanismes molculaires impliqus en rponse aux fortes doses de rayonnements ionisant ont t dcrits dans la littrature. Cependant les mcanismes cellulaires et molculaires mis en jeu lors dune exposition aux faibles doses sont peu connus. La littrature concernant leffet des faibles doses (

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    Journes des thses 2012 LE CROISICSujet de la thse :

    Rle des cellules souches msenchymateuses (CSM) dans la modulation de la douleur viscrale associe un modle dulcration colorectale radio-induite.

    Doctorant : DURAND ChristelleDate du dbut de la thse : 04/10/2010Laboratoire : PRP-HOM/SRBE/LRTEFinancement de thse : TAFDirecteur de thse : Marc Benderitter tuteur IRSN : Alexandra SmontEcole doctorale : Paris6/ED394 physiologie et physiopathologie

    La radiothrapie permettant le traitement des cancers de la zone pelvienne peut tre lorigine de complications gastro-intestinales svres et invalidantes. Laccroissement du nombre de cas recens et la spcificit des symptmes a conduit certains spcialistes parler dune nouvelle pathologie : la pelvic radiation disease . La douleur viscrale chronique, une de ces complications, est dcrite par les patients comme trs intense et aucun traitement na t trouv pour la soulager. Une meilleure comprhension des mcanismes cellulaires et molculaires impliqus de sa radio pathologie est ncessaire pour le dveloppement de nouvelles stratgies thrapeutiques. Dans ce contexte nous avons dvelopp un nouveau model exprimental de douleur viscrale chronique radio-induite. Des rats sont exposs des rayonnements ionisants colorectalement la dose de 27 Grays. A cette dose les altrations provoques sont similaires celles observes chez les patients soumis une radiothrapie pelvienne bi-fractionne (dose totale 45 Grays). La douleur viscrale a t value pour des rats irradis versus des rats tmoins par une analyse de la viscro-sensibilit motrice (VMR) en rponse des distensions colorectales (CRD) 2, 4 et 8 semaines aprs irradiation. Une approche immunohistochimique a t utilise pour tudier la neuroplasticit centrale (activation neuronale) et priphrique des fibres sensorielles affrentes au clon distal. Il nexiste pas de diffrence significative des VMR en rponse au CRD pour les temps 2, 4 et 8 semaines aprs irradiation, suggrant un tat de douleur chronique. Lhyper excitabilit des neurones mdullaires maintenu au cours du temps atteste dune sensibilisation centrale sous-tendant cet tat de chronicit. Quatre semaines aprs irradiation, les altrations histologiques nerveuses observes chez les patients ayant subi une radiothrapie de la zone colorectale sont similaires celles observes chez lanimal. A ce temps, nous avons montr une hyperplasie des fibres nerveuses sensorielles associe des modifications neurochimiques et fonctionnelles de la synapse au niveau de la lamina propria du clon distal. Ces rsultats montrent quune dose unique dirradiation colorectale de 27 Grays induit une douleur viscrale chronique dont le dveloppement et le maintien sont lis la mise en place dune neuroplasticit au niveau central et priphrique.

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    Session

    Recherche en environnement

    Amphithtre Queen Mary 2

    Mercredi 3 octobre : 14h00 - 16h00

    Prsident : Franois Paquet IRSN

    Denis BOULAUD Prsentation des recherches en environnement lIRSN

    Marion JEAMBRUN, Luranium et ses descendants dans la chane alimentaire

    Anne VREL, Reconstitution de lhistorique des apports en radionuclides et en contaminants mtalliques lestuaire de la Seine par lanalyse de leur enregistrement sdimentaire

    Nvnick CALEC, Modlisation des transferts l interface de l atmosphre et des hydrosystmes continentaux

    Guillaume DEPUYDT, Etude exprimentale in situ de lefficacit de rabattement des arosols par les pluies

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    Sujet de la thse : Luranium et ses descendants dans la chane alimentaire.

    Doctorant : Marion JEAMBRUN Date du dbut de la thse : 01/10/2009Laboratoire : PRP-ENV/SESURE/LERCMFinancement de thse : AREVA-IRSNDirecteur de thse : Laurent POURCELOT, Franois GAUTHIER-LAFAYE / Universit Louis Pasteur StrasbourgTuteur de la thse : Laurent POURCELOTEcole doctorale : Universit de Strasbourg/ED STUE

    Les isotopes de luranium, le thorium et leurs descendants se trouvent ltat de traces dans les roches sur Terre. Lors de la formation des sols et des transferts sol-plante, ces radionuclides sont dissmins dans toutes les composantes de lenvironnement. Par le biais des chanes alimentaires, ils sont ensuite transfrs aux animaux et lhomme. Lobjectif de cette tude consiste amliorer les connaissances sur les niveaux et la variabilit des activits de luranium, du thorium et de leurs descendants dans diffrents types de denres (lgumes, crales, viandes, ufs et produits laitiers) provenant de quatre rgions caractrises par diffrents substrats gologiques, grce des prlvements in-situ et des mesures fines ralises en laboratoire. Les sources potentielles de radionuclides des denres (eau dirrigation et sol pour les vgtaux ; eau dabreuvage, aliments et sol pour les produits animaux) sont galement prleves afin dvaluer leur contribution aux activits mesures.Les rsultats obtenus montrent une grande variabilit des activits dans les vgtaux (238 U : 8-120 mBq.kg-1 frais dans les salades ; 12-169 mBq.kg-1 frais dans le bl), beaucoup moins prononce dans les produits animaux (238 U : 1,7-9,7 mBq.kg-1 frais dans la viande de volaille ; 0,48 1,30 mBq.kg 1 frais dans les ufs). La source principale de radionuclides des vgtaux semble tre le sol de culture. Leau dirrigation, lorsquelle contient des concentrations en uranium significatives (>30 mBq.L-1) peut galement contribuer. Dans certains cas, la remise en suspension et ladhsion la surface des vgtaux des particules de sol semble galement importante. La source principale en 210 Pb des vgtaux est le dpt de particules atmosphriques. Concernant les produits animaux, des corrlations ngatives ont t constates avec les activits des aliments ingrs (238U : r=0,96 ; 232 Th : r=0,77). Par contre, des corrlations positives entre les activits en 232Th de la viande et celles du sol potentiellement ingr (r=0,96) rvlent une contribution significative du sol lactivit en thorium. La contribution de leau lactivit en uranium dans les volailles constitue une piste approfondir. Ainsi, ltude des sources potentielles de radionuclides met en avant limportance de leur rle dans la comprhension des transferts des radionuclides aux produits alimentaires.

    Figure : Activits des isotopes de luranium, du thorium et de leurs principaux descendants dans quelques productions vgtales et animales.

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    Sujet de la thse : Reconstitution de lhistorique des apports en radionuclides et en contaminants mtalliques lestuaire fluvial de la Seine par lanalyse de leur enregistrement sdimentaire

    Doctorant : Anne VRELDate du dbut de la thse : 01/10/2009Laboratoire : PRP-ENV/SERIS/LRCFinancement de thse : IRSN ; Rgion Basse-NormandieDirecteurs de thse : Patrick LESUEUR (Universit de Caen); Dominique BOUSTEcole doctorale : Universit de Caen - Ecole doctorale SIMEM (Structures, Information, Matire et Matriaux)

    Lestuaire de la Seine est lexutoire dun bassin versant de 78 650 km2 trs anthropis. Lvolution des apports en contaminants ny tait jusqualors connue que pour un nombre trs limit de substances rejetes au cours des dernires dcennies. Certaines zones marginales du fleuve (plaines dinondation, bassins portuaires, vasires naturelles) ont pig les particules fines auxquelles sont associs les contaminants ; elles donnent accs des enregistrements sdimentaires exploitables, condition quelles naient pas t perturbes par les amnagements, ce qui en fait des sites rares. Des carottages ont ainsi t effectus : (1) dans un bassin portuaire abandonn de lestuaire fluvial ; (2) dans une plaine dinondation fluviale, 30 km en amont de lestuaire (3) sur une vasire intertidale de lembouchure (estuaire marin). Aprs datation, ces carottes ont permis de reconstituer lhistorique des apports particulaires en contaminants en chacun de ces sites.La comparaison entre les sries temporelles des concentrations de certains lments dans les matires en suspension et dans les sdiments des carottes dates montre que ces derniers constituent un enregistrement conforme aux apports. Les flux particulaires de 56 lments stables et 19 radionuclides ont ainsi pu tre t calculs pour les 40 dernires annes.La comparaison des donnes acquises dans la partie fluviale de la Seine et dans lestuaire fluvial a quant elle permis de distinguer et de quantifier les sources intra-estuariennes de contaminants, domines par les rejets de phosphogypses effectus dans les annes 70 dans la rgion de Rouen (estuaire fluvial).Lintensit du pompage tidal (remonte de matriel marin) dans lestuaire fluvial de la Seine a pu tre quantifie en tudiant les rapports dactivits de certains radionuclides dans les sdiments dats de lestuaire fluvial de la Seine et de lestuaire marin.Enfin, partir de lhistorique des activits atmosphriques de 137Cs et des donnes acquises sur les carottes, un modle de transfert du 137Cs de latmosphre vers le fleuve a t tabli. Une loi de lessivage par ruissellement et rosion est propose, qui rend compte du transfert du 137Cs depuis son dpt sur le bassin versant jusqu son vacuation par les sdiments de la Seine.

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    Journes des thses 2012 LE CROISIC

  • Figure 1 : Zonation de lestuaire de la Seine et localisation des trois sites dtude.

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    Journes des thses 2012 LE CROISICSujet de la thse :

    Modlisation des dpts darosols linterface air-eau.

    Doctorant : Nvnick CALECDate du dbut de la thse : 01/12/09Laboratoire : PRP-ENV/SERIS/LM2EFinancement de thse : IRSN/rgion PACADirecteur de thse : Fabien ANSELMET - IRPHETuteur de thse : Patrick BOYERcole doctorale : Universit Aix-Marseille - Sciences pour lingnieur : Mcanique, Physique, Micro et Nanolectronique

    Les recherches entreprises au Laboratoire de Modlisation pour lExpertise Environnementale, en partenariat avec lInstitut de Recherche sur les Phnomnes Hors quilibre, concernent le dpt des arosols secs submicroniques, sur une surface liquide dforme par le vent et avec un ventuel courant de leau. Lobjectif est destimer partir dexpriences en laboratoire les vitesses de dpt sec pour diffrentes conditions air eau, de vrifier leur cohrence avec les modles de dpt sur leau et didentifier les amliorations apporter. Ltude bibliographique montre que la quantit de particules collectes par une surface dpend des conditions atmosphriques, des caractristiques des arosols et des spcificits de la surface. Par exemple, pour des mmes conditions dentre, le flux de dpt est dix fois infrieure sur une surface prairiale que sur une surface de conifres (Petroff and Zhang 2010). Dans ce contexte, ce sujet est motiv par labsence dtudes sur le dpt sec de particules aux interfaces air-eau en mouvement (rivires).Dans un premier temps, les expriences ont t ralises dans la soufflerie circuit ferm de lIRPHE Marseille-Luminy couple un canal hydraulique. Des particules mono-disperses autour dun diamtre en masse de 350 nm sont injectes dans la soufflerie pour diffrentes conditions dcoulement de lair et de leau : sans, contre et co-courant. La granulomtrie, les tempratures air-eau et lhygromtrie sont suivies chaque exprience. Les profils de vitesses en trs proche paroi et les hauteurs des vagues sont tudis indpendamment sur plusieurs fetchs.Les rsultats montrent que les vitesses de dpts secs sont comprises entre 10-5 et 10-6 m.s-1. faible vitesse de vent, elles dpendent de la vitesse du courant et sont maximales en co-courant (Figure 1). Leffet du courant devient ngligeable lorsque le vent acclre.Dans un second temps, la comparaison de ces vitesses aux modles rfrents de Slinn, W. (1975) et Williams, R.M. (1982) souligne que ces modles ne permettent pas de prendre en compte leffet du courant. Plusieurs voies dadaptation sont tudies et notamment la caractrisation de lpaisseur de la couche de dpt en fonction de la vitesse de frottement.

    Figure 1 : Vitesses de dpt dans la soufflerie IO et son canal courant

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    Sujet de la thse : Etude exprimentale in situ du potentiel de lessivage des arosols par les prcipitations.

    Doctorant : Guillaume DEPUYDTDate du dbut de la thse : 01/10/2010Laboratoire : PRP-ENV/SESURE/LERCMFinancement de thse : Mto-France (co-financeur)Directeur de thse : Jean-Louis BRENGUIER (Mto France)Tuteur de thse : Olivier MASSONEcole doctorale : INP Toulouse - Ecole doctorale SDU2E

    Pour de nombreuses problmatiques environnementales, lestimation des transferts des arosols de latmosphre vers les autres compartiments de la biosphre est essentielle. Le transfert par voie humide est un processus particulirement efficace sur de courtes chelles de temps. Deux mcanismes distincts composent le dpt humide : le lavage (captation des particules par les gouttes deau lors de la formation des nuages) et le lessivage (rabattement des arosols par les gouttes lors de la chute de celles-ci durant des prcipitations), qui se caractrise globalement par le coefficient de lessivage .Cette tude sintresse au lessivage des arosols par diffrents types de prcipitations en conditions in situ. Sur trois sites, les caractristiques des prcipitations (taille, vitesse de chute et phase des hydromtores) sont mesures par un disdromtre laser tandis que deux types de granulomtres (SMPS et OPC) sont utiliss pour mesurer les niveaux de concentration en particules (diamtres de 5 ou 250 nm 32 m).Pour chaque gamme de taille de particules mesure, les coefficients de lessivage sont calculs. A partir dune classification des pluies (convective CV, mixte MX ou stratiforme ST) base sur le profil des hytogrammes des pluies (intensit pluviomtrique en fonction du temps), la figure 1 reprsente, en fonction du type de pluie, les coefficients (dp) moyenns selon la taille des particules. La figure 2 reprsente les coefficients (dp) moyens selon le site instrument. Malgr les conditions climatiques et dempoussirement diffrentes qui les caractrisent, la distinction de la relation =f(dp) selon les sites nest pas concluante. A linverse, la discrtisation en type de pluie donne des rsultats plus spcifiques selon les types.

    Cette premire approche considre la dure totale de lvnement pluvieux (quelques dizaines de minutes quelques heures), et caractrise le lessivage par une approche inter-vnementiel partir de paramtres moyens. Toutefois, la variabilit de ces paramtres lchelle intra-vnementiel peut tre importante et avoir un impact significatif sur le lessivage des arosols. Ltude du lessivage des chelles de temps courtes (quelques minutes) permet de prciser cet impact.

  • Journes des thses 2012 LE CROISIC

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    Session parallle

    Recherche en environnement

    Amphithtre Quenn Mary 2

    Mercredi 3 octobre : 16h40 - 19h30

    Prsident : Margot Tirmarche IRSN

    Alexandre DEVOS, Exposition chronique de lhutre japonaise au stade prcoce de dveloppement des contaminants industriels rejets en Manche. Mesure de mar-queurs de stress des niveaux intgrs et molculaires

    Antoine TAILLIEZ, Devenir des radionuclides linterface sol-racine et consquences sur leur transfert aux plantes suprieures. Cas de luranium

    Nicolas THEODORAKOPOULOS, Impact des radionuclides et des rayonnements sur les populations bactriennes de sols contamins de Tchernobyl

    Guillaume BUCHER, Dveloppements analytiques pour la spciation de luranium chez le poisson Danio rerio aprs exposition chronique

    Morgan DUTILLEUL, tude des rponses volutives dun nmatode (caenorhabditis elegans) soumis des polluants

    Benoit GOUSSEN, Prise en compte dun modle bioenergtique dans un modle de dynamique adaptative pour une meilleure valuation des risques cologiques : le cas dune population de Caenorhabditis elegans soumise divers stress anthropiques

    Delphine PLAIRE, tude de la toxicit de radionuclides pour la reproduction sexue et les oeufs de rsistance de Daphnia magna et consquences pour la dynamique de population dans un environnement fluctuant

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    Sujet de la thse : Exposition chronique des stades prcoces de dveloppement de lhutre japonaise aux contami-nants industriels en Manche. Marqueurs de stress des niveaux intgrs et molculaires.

    Doctorant : Alexandre DEVOSDate du dbut de la thse : 01/10/2010Laboratoire : PRP-ENV/SERIS/LRCFinancement de thse : Cofinancement projet Europen CHRONEXPO IRSNDirecteur de thse : Bruno FIEVETEcole doctorale : Universit de Caen Basse-Normandie / EdNBISE

    En environnement marin, les organismes vivants sont exposs en continu de faibles doses de contaminants dorigine anthropique, notamment dans le Nord Cotentin, aux radionuclides mis de manire contrle par lindustrie nuclaire. Lhutre japonaise Crassostrea gigas est un produit forte valeur ajoute lev massivement en Basse-Normandie. Ses stades prcoces de dveloppement sont supposs tre plus sensibles aux contaminants que les adultes. Ainsi, les juvniles de lhutre japonaise ont t retenus pour valuer, en laboratoire, limpact potentiel des rayonnements ionisants.Dans un premier temps, du zinc stable a t utilis comme contaminant test pour valider le modle des juvniles de Crassostrea gigas. Ensuite, deux types dexposition chronique ont t raliss pour explorer les deux composantes chimique et radiologique des radionuclides : une exposition externe une source de 137Cs et une exposition interne par balnation au 241Am (metteur alpha). Des juvniles ont t exposs pendant deux semaines un dbit de dose externe de 0,75 Gy.jour-1 et une concentration en 241Am dans leau de mer de 50 Bq.mL-1. Des paramtres biologiques intgrs et molculaires ont t tudis en parallle pendant lexposition. La mortalit et la croissance ont t suivies par analyse dimage sur un grand nombre dindividus pour pallier la forte variabilit interindividuelle. Conjointement, lexpression transcriptionnelle de 9 gnes cibls, impliqus dans la rponse de lorganisme au stress, a t mesure chez les juvniles exposs au rayonnement gamma externe.La croissance et les niveaux transcriptionnels des 9 gnes cibls ne sont pas significativement affects aprs deux semaines dexposition externe. Daprs les premires observations, le 241Am ne semble pas avoir non plus deffet sur la croissance et la mortalit. Ces rsultats mettent en exergue la forte radiorsistance des jeunes hutres exposes des dbits de doses suprieurs de plusieurs ordres de grandeur aux dbits de doses rencontrs dans lenvironnement naturel. Dautres paramtres, tels que des biomarqueurs de gnotoxicit, potentiellement affects par ces dbits de dose, restent explorer. Les mcanismes de radiorsistance des organismes vivants restent de nos jours mal connus. Comprendre la radiorsistance des invertbrs marins permettrait de mieux dfinir les normes de protection environnementales et serait galement dun grand intrt pour la radiobiologie.

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    Sujet de la thse : Phytodisponibilit de luranium l interface sol-racine.

    Doctorant : TAILLIEZ AntoineDate du dbut de la thse : 02/11/2009Laboratoire : PRP-ENV/SERIS/L2BTFinancement de thse : IRSNDirecteur de thse : Catherine Keller - CEREGE AixTuteur de thse : Pascale HENNEREcole doctorale : Aix-Marseille Universit / Gosciences Environnement

    Ces travaux sintressent luranium naturel, son impact sur les vgtaux et leur rle dans lvolution de sa biodisponibilit dans les sols. Trois axes dtude en dcoulent : toxicit du radiolment ; effet de lactivit racinaire sur sa mobilit ; potentialits de transfert aux plantes suprieures. Pour ce faire, le choix sest port sur le Lupin blanc, une espce modle caractrise par une exsudation racinaire importante de citrate lors de carences en phosphore. Cet acide organique, utilis par les plantes pour favoriser la remobilisation dlments nutritifs peu disponibles dans la solution du sol, est un chlatant susceptible daccrotre la phytodisponibilit de luranium et donc les risques de transfert la chane trophique de lHomme.

    La premire phase exprimentale, ralise en milieu contrl (hydroponie), a eu pour objectifs de caractriser le comportement du Lupin blanc en prsence de 20 M duranium, une concentration reprsentative de la solution de sols fortement contamins. La forte capacit de complexation entre phosphore et uranium a ncessit de travailler avec deux rgimes nutritifs considrs comme carenc et adquat (1 et 100 M P respectivement) ce qui a permis de dmontrer des diffrences significatives en termes deffets, daccumulation et de rponses racinaires. De manire tonnante, les plantes exposes non carences ont montr une augmentation importante de leur exsudation de citrate couple une augmentation de la translocation de luraniu