Modélisation des besoins phosphocalciques et stratégies d'amélioration de l'utilisation du phosphore chez le porc en croissance

"Thèse en cotutelle, Doctorat en sciences animales, Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Université Paris-Saclay, Saint-Aubin, France"L'amélioration de l'utilisation du phosphore est un des enjeux majeurs de durabilité de la filière porcine. Les objectifs de cette thèse de doctorat sont 1) de développer un nouveau modèle mécaniste de prédiction des besoins en phosphore et calcium chez le porc en croissance et 2) de rechercher des stratégies nutritionnelles permettant une utilisation du phosphore plus efficiente. Afin de développer le modèle de prédiction, un essai a d'abord été réalisé pour actualiser les connaissances sur l'évolution dynamique de la composition chimique en phosphore et calcium des tissus mous au cours de la croissance du porc. Dans le modèle proposé, le dépôt de phosphore et de calcium dans les os est considéré comme indépendant du dépôt protéique, ou du dépôt de tissus mous. Son analyse de sensibilité montre que le potentiel de dépôt de calcium dans les os est le facteur qui influe le plus sur la variabilité des besoins en calcium et phosphore, suivi du dépôt protéique pour le besoin en phosphore à 30 et 60 kg de poids vif. Concernant la recherche de stratégies nutritionnelles, un essai a été mis en place pour tester l'effet d'une séquence de déplétion et de réplétion des apports en phosphore et calcium sur l'efficience d'utilisation de ces minéraux chez les porcs en croissance. Un second essai a été réalisé pour évaluer l'effet d'une alimentation sans phosphate avec ajout de phytase microbienne. L'efficience d'utilisation du phosphore a été améliorée avec ces deux stratégies. Néanmoins, les performances zootechniques ont été légèrement diminuées en début de croissance (second essai), ce qui est probablement dû à un excès de calcium soluble. Les stratégies proposées dans cette thèse ouvrent des voies très pertinentes pour réduire les apports et diminuer les rejets en phosphore. Le nouveau modèle introduit dans cette thèse, associé à de nouvelles stratégies d'amélioration de l'utilisation du phosphore, permettrait de diminuer les intrants en phosphate minéral pour l'alimentation des porcs et de réduire les excrétions en phosphore sans diminuer les performances de croissance ou la santé osseuse des animaux. Les effets pourraient être encore plus important lors de l'application de ces solutions avec des systèmes d'alimentation de précision.Improving phosphorus use is one of the major issues for the sustainability of the swine industry. The objectives of this PhD thesis were 1) to develop a new mechanistic model to predict the phosphorus and calcium requirements in growing pigs, and 2) to investigate nutritional strategies for a more efficient use of phosphorus. In order to develop the prediction model, a trial was first carried out to update the knowledge on the dynamic changes of the chemical composition of soft tissues during pig growth. In the proposed model, phosphorus and calcium deposition in bone is considered to be independent of protein deposition, or soft tissue deposition. Sensitivity analysis of the model shows that the potential for calcium deposition in bone has the greatest influence on the variability of calcium and phosphorus requirements, followed by protein deposition for phosphorus requirement at 30 and 60 kg of body weight. Regarding the research of nutritional strategies, a trial was first set up to test the effect of a dietary phosphorus and calcium depletion-repletion sequence on the efficiency of use of these minerals in growing pigs. A second trial was carried out to evaluate the effect of a phosphate-free diet with the addition of microbial phytase. Phosphorus utilisation efficiency was improved in both strategies. However, the zoo technical performance decreased slightly at the beginning of growth in the second trial, which is probably due to an excess of soluble calcium. The strategies proposed in this thesis provide very relevant ways to reduce phosphorus supplies and to decrease phosphorus excretion. The new model introduced in this thesis, combined with new strategies to improve phosphorus use, would allow to reduce inorganic phosphate supply to pigs, and to reduce phosphorus excretion without decreasing growth performances or bone health of animals. The effects could be even greater when applied with precision feeding systems

Une méthode de calcul de la durée de vie à l'amorçage de fissure de fatigue dans un joint soudé en acier S355NL

Ce travail porte sur l'étude du comportement en fatigue d'assemblages soudés en acier S355NL, représentatifs d'éléments de structures navales. L'objectif est d'estimer la durée de vie à l'amorçage d'une fissure de fatigue pour ce type de structures. Notre approche se décompose en deux étapes. Premièrement, un calcul de structure par éléments finis permet d'obtenir les cycles contrainte-déformation stabilisés en tout point de l'assemblage soudé pour un chargement d'amplitude constante ou variable. Deuxièmement, dans le cas où une adaptation élastique rapide se produit, un post-traitement permet de calculer la durée de vie à l'amorçage d'une fissure de fatigue, par l'utilisation d'un modèle d'endommagement à deux échelles basé sur les travaux de Lemaitre et al. Pour valider l'approche proposée, des essais de fatigue en flexion quatre points ont été réalisés pour deux rapports de charge (0,1 et 0,3), sur des éprouvettes soudées réalisées par DCN. Les comparaisons entre les durées de vie expérimentales et les durées de vie calculées sont encourageantes pour la campagne d'essais réalisée

Modèle mécaniste de l’utilisation métabolique du phosphore et du calcium alimentaires et de la dynamique de dépôt des cendres corporelles : version 2.0

Precision feeding reduces environmental impacts of current phase-feeding systems but requires an accurate estimate of phosphorus (P) and calcium (Ca) requirements. The aim is to adjust to precision feeding a mechanistic model recently developed to predict the fate of dietary P and Ca. The first step was to modify the model’s potential Ca and P deposition into bone to make it independent of protein deposition. This was done by using recent results for pigs fed excess P and Ca. Then, body composition data from pigs receiving contrasting Ca and P supplies were used to evaluate the predictive ability of the model. Mean squared prediction error (MSPE) and its decomposition into central tendency error (ECT), regression (ER) and disturbance (ED) were calculated. The results show good prediction overall, with MSPE less than 9% from more than 70% of ED not related to model parameters. For predictive ability by contribution group, control pigs have higher ECT (P: ECT = 30%, ER = 0%, ED = 70%; Ca: ECT = 22%, ER = 2 %, ED = 76%), showing that the model underestimates requirements (slope = 0.99). For pigs fed deficient dietary Ca and P diets, higher ER was observed (P: ETC = 6%, ER = 11%, ED = 83%; Ca: ECT = 51%, ER = 23%, ED = 26%), showing that the model overestimates requirements in the finishing phase. Areas for improvement have been identified, and in the next steps the model will be modified to improve its prediction of its weak points before moving to the inversion stage to predict requirements of pigs fed on group basis and then on an individually basis.L’alimentation de précision permet de diminuer les impacts environnementaux des systèmes d’alimentation actuels, mais nécessite l’estimation précise des besoins de phosphore (P) et de calcium (Ca). L’objectif est d’adapter un modèle mécaniste récemment développé portant sur l’utilisation du P et du Ca alimentaires, à l’alimentation de précision. Une première étape a consisté à modifier le potentiel de dépôt de P et Ca dans l’os pour le rendre indépendant du dépôt protéique. Ceci a été réalisé à partir de résultats récents obtenus sur des porcs nourris avec des excès de P et Ca. Ensuite, des données de composition corporelle de porcs recevant des apports de Ca et P contrastés (rations couvrant ou non les besoins et dont l’apport de Ca et de P est déséquilibré ou non) ont été utilisées pour estimer la capacité de prédiction du modèle par l’erreur quadratique moyenne de prédiction (EMP) et sa décomposition en erreur de tendance centrale (ETC), de régression (ER) et de bruit (EB). Les résultats montrent une prédiction globale qui est très bonne avec des EMP de moins de 9% provenant à plus de 70% d’EB, donc non liées aux paramètres du modèle. Lorsque la qualité de prédiction est étudiée par groupes d’apport (témoins, carencés, stratégies de déplétion-réplétions), les témoins présentent une ETC plus élevée (P : ETC = 30%, ER = 0%, EB = 70% ; Ca : ETC = 22%, ER = 2%, EB = 76%) montrant que le modèle sous-estime le Ca et P corporels (pente = 0,99 et 0,98 respectivement). Pour les porcs carencés, l’ER est plus élevée (P : ETC = 6%, ER = 11%, EB = 83% ; Ca : ETC = 51%, ER = 23%, EB = 26%) mettant en évidence que le modèle surestime la teneur corporelle en P et Ca des porcs en phase de finition. Des pistes d’amélioration ont été proposées pour améliorer sa prédiction sur ses points faibles avant de passer à l’étape de l’inversion pour prédire les besoins de porcs en groupe puis ceux d'animaux alimentés individuellement de façon journalière

Microstructure-sensitive estimation of small fatigue crack growth in bridge steel welds

A probabilistic finite element model is implemented to estimate microstructurally small fatigue crack growth in bridge steel welds. Simulations are based on a microstructure-sensitive crystal plasticity model to quantify fatigue indicator parameters (FIPs) at the slip system level and a fatigue model that relates FIPs to fatigue lives of individual grains. Microstructures from three weld zones, namely, fusion zone (FZ), heat affected zone (HAZ), and base metal (BM), are constructed based on their microstructural attributes such as grain morphology, size, and orientation. Statistical volume elements (SVEs) are generated and meshed independently for the three welding zones. Each grain within the SVEs is divided into several slip bands parallel to crystallographic planes. During the loading process, cracks nucleate at the slip bands (SBs) with the largest FIP next to the free surface. The crack extension path is assumed to be transgranular along SBs and the number of cycles required to crack the neighbor grain is calculated by the corresponding FIP-based crack growth rate equation. The simulation process is carried out using ABAQUS with a user defined subroutine UMAT for crystal plasticity. After the calibration of the constitutive model and irreversibility parameters, numerical simulations for small crack growth in three zones are presented. The crack length vs. the predicted fatigue resistance shows significant differences in the mean values and variability among the three weld zones

Anatomie dentaire et anatomie parodontale

L'anatomie dentaire et l'anatomie du parodonte sont étroitement liées par la fonction de leurs constituants anatomiques. L'orthodontiste, dans la mesure où il change les relations des divers organes dentaires modifie l'architecture dento-parodontale dont certaines dispositions l'auront guidé dans l'élaboration de son plan de traitement lors de ses choix thérapeutiques

Phosphocalcic requirements modeling and strategies to improve phosphorus utilization in growing pigs

L'amélioration de l'utilisation du phosphore est un des enjeux majeurs de durabilité de la filière porcine. Les objectifs de cette thèse de doctorat sont 1) de développer un nouveau modèle mécaniste de prédiction des besoins en phosphore et calcium chez le porc en croissance et 2) de rechercher des stratégies nutritionnelles permettant une utilisation du phosphore plus efficiente. Afin de développer le modèle de prédiction, un essai a d'abord été réalisé pour actualiser les connaissances sur l'évolution dynamique de la composition chimique en phosphore et calcium des tissus mous au cours de la croissance du porc. Dans le modèle proposé, le dépôt de phosphore et de calcium dans les os est considéré comme indépendant du dépôt protéique, ou du dépôt de tissus mous. Son analyse de sensibilité montre que le potentiel de dépôt de calcium dans les os est le facteur qui influe le plus sur la variabilité des besoins en calcium et phosphore, suivi du dépôt protéique pour le besoin en phosphore à 30 et 60 kg de poids vif. Concernant la recherche de stratégies nutritionnelles, un essai a été mis en place pour tester l'effet d'une séquence de déplétion et de réplétion des apports en phosphore et calcium sur l'efficience d'utilisation de ces minéraux chez les porcs en croissance. Un second essai a été réalisé pour évaluer l'effet d'une alimentation sans phosphate avec ajout de phytase microbienne. L'efficience d'utilisation du phosphore a été améliorée avec ces deux stratégies. Néanmoins, les performances zootechniques ont été légèrement diminuées en début de croissance (second essai), ce qui est probablement dû à un excès de calcium soluble. Les stratégies proposées dans cette thèse ouvrent des voies très pertinentes pour réduire les apports et diminuer les rejets en phosphore. Le nouveau modèle introduit dans cette thèse, associé à de nouvelles stratégies d'amélioration de l'utilisation du phosphore, permettrait de diminuer les intrants en phosphate minéral pour l'alimentation des porcs et de réduire les excrétions en phosphore sans diminuer les performances de croissance ou la santé osseuse des animaux. Les effets pourraient être encore plus important lors de l'application de ces solutions avec des systèmes d'alimentation de précision.Improving phosphorus use is one of the major issues for the sustainability of the swine industry. The objectives of this PhD thesis were 1) to develop a new mechanistic model to predict the phosphorus and calcium requirements in growing pigs, and 2) to investigate nutritional strategies for a more efficient use of phosphorus. In order to develop the prediction model, a trial was first carried out to update the knowledge on the dynamic changes of the chemical composition of soft tissues during pig growth. In the proposed model, phosphorus and calcium deposition in bone is considered to be independent of protein deposition, or soft tissue deposition. Sensitivity analysis of the model shows that the potential for calcium deposition in bone has the greatest influence on the variability of calcium and phosphorus requirements, followed by protein deposition for phosphorus requirement at 30 and 60 kg of body weight. Regarding the research of nutritional strategies, a trial was first set up to test the effect of a dietary phosphorus and calcium depletion-repletion sequence on the efficiency of use of these minerals in growing pigs. A second trial was carried out to evaluate the effect of a phosphate-free diet with the addition of microbial phytase. Phosphorus utilisation efficiency was improved in both strategies. However, the zootechnical performance decreased slightly at the beginning of growth in the second trial, which is probably due to an excess of soluble calcium. The strategies proposed in this thesis provide very relevant ways to reduce phosphorus supplies and to decrease phosphorus excretion. The new model introduced in this thesis, combined with new strategies to improve phosphorus use, would allow to reduce inorganic phosphate supply to pigs, and to reduce phosphorus excretion without decreasing growth performances or bone health of animals. The effects could be even greater when applied with precision feeding systems

Les appareils fonctionnels de l'orthopédie dento-faciale

Les appareils fonctionnels sont des dispositifs thérapeutiques qui influencent les déterminants anatomiques et fonctionnels de la matrice oro-faciale. Parmi ceux-ci, les activateurs sont des appareils fonctionnels qui induisent une position de morsure différente des positions mandibulaires habituelles

Le mode d'action des activateurs dans le traitement des malocclusions de la Classe II : proposition d'une classification des activateurs

Parmi les appareils fonctionnels, les activateurs sont ceux qui induisent une position de la mandibule différente de celle qu'elle occupe habituellement. A partir de l'analyse des déterminants du mode d'action des activateurs (squelettiques, musculaires et articulaires), on peut comprendre les objectifs recherchés par les cliniciens qui utilisent tel ou tel type d'appareil activateur. Il est aussi possible de classer ces activateurs en fonction de leur mode d'action. C'est ainsi qu'une classification est proposée et distingue les activateurs monoblocs rigides, les activateurs élastiques ou composites et les activateurs propulseurs à butée

Croissance et morphogenèse du squelette cranio-facial Applications en orthopédie dento-faciale Les conceptions de J. Delaire

Ce compte-rendu de la conférence de J. Delaire résume ses conceptions sur : - la nature et la physiologie des sutures membraneuses, - la croissance «neurale» et «adaptative» de la base du crâne, - le développement «central» et «cortical» du maxillaire, - le rôle de «l'unité squelettique» prémaxillaire dans le développement de la partie antérieure de la face, - le développement «bi-focal» de la mandibule, - l'équilibre architectural de l'ensemble cranio-facial (d'où a été déduite l'analyse céphalométrique de l'auteur)

Effets de version des incisives dans le traitement de la classe II, division 1, par activateur monobloc rigide associé à une force extra-orale : possibilités de contrôle

Dans le traitement des malocclusions de la classe II, division 1, avec les appareils fonctionnels orthopédiques que sont les activateurs de croissance, la correction du surplomb incisif s'opère parfois avec une trop grande rapidité et la vestibuloversion des incisives inférieures constitue un effet parasite souvent néfaste. Cette étude clinique montre qu'en apportant beaucoup de soins à la définition des composants de l'activateur monobloc en résine, on peut éviter la version des incisives à la mandibule et maîtriser celle des incisives maxillaires. La comparaison de trois groupes de sujets, non traités (T) ou traités avec le même activateur monobloc, mais dont la force extra-orale produit deux lignes d'action différentes (I et II), indique que celle-ci a un effet directionnel sur les mouvements thérapeutiques du groupe incisif au maxillaire