Application de la filtration dynamique à la microfiltration des suspensions et à la séparation des oligosaccharides par ultra et nanofiltration

Les oligosaccharides à faibles degrés de polymérisation ont des propriétés biologiques très importantes surtout ceux dont les degrés de polymérisation (DP) sont compris entre 3 et 7. Ces oligosaccharides sont facilement purifiés et fractionnés à l'échelle laboratoire, par contre les quantités obtenues par des méthodes classiques telles que la chromatographie ne sont pas compatibles avec les quantités requises pour une exploitation industrielle. Il est nécessaire de trouver de nouvelles solutions pour produire des masses importantes. Les procédés membranaires sont bien adaptés à ce type de séparations. Nous avons effectué des études de fractionnement sur les oligogalacturonanes et les oligoglucuronanes afin de produire des oligomères de faibles degrés de polymérisation. Ces études, réalisées sur un système à disque rotatif qui évite le colmatage des membranes et maintient leurs performances en terme de flux et de rétention. Nous avons pu mettre au point un procédé de séparation de familles d'oligosaccharides en utilisant l'ultrafiltration et la nanofiltration pour obtenir des oligomères 5 <Dp< 7 et 3 <Dp< 5 qui sont les plus intéressants du point de vue des applications.Some microbial oligosaccharides of small degrees of polymerisation (DP) between 3 and 7 have interesting biological properties. These oligosaccharides are purified and fractionated easily at pilot scale, but the obtained amounts with the classical methods such as chromatography are not suitable for industrial applications. So it is necessary to find a new process in order to produce large quantities. Membrane processes are suitable for this type of separations. We have investigated the fractionation of oligogalacturonanes and oligoglucuronanes in order to obtain oligomers with different and low polymerisation degrees. Ours studies were performed in a rotating disk system to avoid membrane fouling and to maintain its flux and rejection performance. We used ultrafiltration and nanofiltration processes to obtain oligomers with 5 <Dp< 7 and 3 <Dp< 5 which are the most interesting for biological applications.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Suivi des volumes plasmatique, interstitiel et intracellulaire pendant l'hémodialyse par bioimpédance multifréquence et mesure d'hématocrite

Le suivi des volumes hydriques du patient hémodialysé permet d'accroître l'efficacité des traitements et d'aider à la détermination du poids sec. Le but de cette thèse est d'améliorer les techniques d'évaluation des volumes hydriques du corps en hémodialyse. Les volumes extra et intracellulaires sont obtenus par bioimpédance, le volume plasmatique par mesures d'hématocrite optique ou ultrasonore. La précision des mesures d'hématocrite par ultrason pu être améliorée grâce à une modélisation précise de la variation des différents composés sanguins lors de l'ultrafiltration. Nous avons proposé une nouvelle modélisation électrique des compartiments hydriques, qui permet de mesurer la variation d'eau totale avec plus de précision. Trois méthodes de détermination du poids sec par impédance ont été analysées et améliorées. Les erreurs de la méthode d'impédance dues aux changements de position ou à la variation de la résistivité de l'extracellulaire en hémodialyse ont été étudiées.The goal of this thesis was to improve measurement techniques of fluid volume variations in patients during hemodialysis. Extra and intra cellulars volumes were measured by bioimpedance spectroscopy and plasmatic volume change were determined from hematocrit measurements by optical or ultrasound methods. We have proposed a new and more accurate method for measuring hematocrit by ultrasound by taking into account the simultaneous concentration of hemoglobin and plasma protein concentration due to ultrafiltration. We have also tested a new method for measuring total body water from its resistance at high frequency which is more accurate in dialysis. We have also discussed artifacts due to position changes and fluid resistivity changE?s during dialysis as weil as three methods for dry weight determination.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Etude de la filtration dynamique par système vibrant VSEP (Application à l'industrie laitière)

Ce mémoire est consacré à l'application de la filtration dynamique, en particulier du système vibrant VSEP (New Logic, USA), à des procédés de l'industrie agroalimentaire et notamment laitière. La première partie traite l'étude de l'hydrodynamique interne au module VSEP et nous avons pu calculer la contrainte de cisaillement à la membrane en régime laminaire en fonction de son déplacement. Ce déplacement a ensuite été mesuré en fonction de la fréquence à l'aide d'un accéléromètre placé sur le carter. Des essais effectués sur des fluides modèles, micro filtration de suspensions de levures et ultrafiltration de solutions d'albumine bovine, ont permis de corréler le flux de perméat avec le taux de cisaillement maximal à la membrane et montrés que le VSEP permettait d'atteindre des concentrations de levures très élevées (330 g.L-1). En ce qui concerne l'application au lait, le VSEP s'est révélé particulièrement intéressant pour la concentration de protéines totales avec une membrane de 10 kDa et permettait d'atteindre un Facteur de Réduction Volumique (FRV) de 13. De plus, il permet d'atteindre un flux limite de 100 L.h-l.m-2 contre 30 en filtration tangentielle classique. Des essais de nanofiltration (NF) et d'osmose inverse (01) ont également été effectués sur du lait écrémé UHT dilué 3 fois afro de simuler le traitement des eaux de procédés de l'industrie laitière. En NF, le VSEP permet d'atteindre des flux de perméat 3 fois plus élevés qu'un module spirale et une DCO résiduelle 5 fois plus faible. En OI, le VSEP permet également de concentrer l'effluent modèle jusqu'à un FRV de 6,5 contre 4 en NF sans dépasser la norme de rejet qui est de 125 mg02.L-1. Nous avons aussi comparé les flux obtenus sur VSEP avec ceux d'un système de filtration dynamique à disque rotatif. Ce dernier génère des flux de perméat plus élevés aux grandes vitesses de rotation grâce à des cisaillements supérieurs mais le VSEP reste plus avantageux au niveau industriel.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Etude de la composition corporelle par impendancemétrie sur des adultes et des enfants sains et pathologiques

L'étude de la composition corporelle permet notamment le suivi des volumes en eau du corps, du taux d'hydratation, ainsi que celui de la masse grasse, de la masse musculaire et de la masse cellulaire active. La bioimpédance permet d'accéder à ces informations de façon non invasive, indolore et peu coûteuse. Notre objectif a été de développer de nouvelles fonctionnalités pour un prototype de pèse-personne impédancemètre, souhaitant apporter ainsi des outils complémentaires au personnel médical. Pour ce faire, nous avons étudié des populations d'enfants et d'adultes sains et pathologiques. Nous avons utilisé un impédancemètre multifréquence, un prototype de pèse-personne impédancemètre permettant d'obtenir en plus de la masse grasse, les résistances à basse et haute fréquence, ainsi qu'un DEXA. Nous avons ainsi développé des équations permettant au prototype de donner les volumes en eau extracellulaire et totale, en plus de la masse maigre du corps. Nous avons aussi confirmé l'intérêt de paramètres tels que la phase ou la masse cellulaire pour le suivi de la dénutrition ou proposé de nouveaux indices tels que le rapport de la résistance extracellulaire sur la résistance à fréquence infinie. Nous avons aussi montré la fiabilité de l'impédancemétrie pour le suivi de surcharges hydriques et des thérapies associées.Measurements of body composition permits the monitoring of water volumes, of the rate of hydration, as well as fat mass, muscle mass and body cell mass. Bioimpedance is a very convenient tool as it is non-invasive, painless and inexpensive. Our goal was to develop new functionalities for a prototype foot-to-foot impedancemeter, in order to bring additional tools to the medical staff. To this effect, we have studied populations of children and adults, healthy and pathological. We have used a multifrequency medical impedancemeter, a prototype foot-to-foot impedancemeter permitting to obtain fat mass, low and high frequency resistances, and Dual energy X-Ray absorptiometry. We have developed for this prototype equations giving extracellular and total body water volumes, in addition to lean body mass. We have also confirmed the importance of parameters such as the phase or body cell mass for monitoring malnutrition or proposed new indices such as the ratio of extracellular resistance to infinite resistance. We have also demonstrated the reliability of impedancemetry for monitoring excess water and associated therapies.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Acid-base balance in online hemodiafiltration : modeling, in vitro and in vivo analyses of bicarbonate transfers

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Fractionnement de protéines du lait par filtration dynamique

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