Faculté des Sciences.
Théorie et applications des systèmes
polyphasiques dispersés aux cultures cellulaires en chémostat.
Jacques THIERIE
Thèse présentée en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences
Promoteur : Prof. M. PENNINCKX
Laboratoire de Physiologie et d’Ecologie Microbiennes (UPEM) (Ecole Interfacultaire des Bioingénieurs )
AVERTISSEMENT.
Le présent travail est composé de deux parties.
La première partie, qui constitue le corps du document, se présente de manière usuelle (introduction, chapitres, sections, annexes, etc.). Elle présente de manière assez détaillée le plus souvent, et en français, les concepts et les démonstrations qui constituent l’essentiel des développements qui ont mené au formalisme (à la « théorie ») des systèmes polyphasiques dispersés et qui ont permis ses applications.
A cette première partie sont ajoutés des ADDENDA (*) qui sont constitués par les articles qui ont été publiés dans des revues internationales avec referees. Le fond des deux parties est évidemment le même, mais la forme diffère dans la mesure où un article se présente sous une forme plus concise mais contient finalement moins d’information que la matière qui lui a donné naissance. Certains « détails » ne sont pas présentés et certaines « finesses » ne sont pas abordées dans les discussions.
Ce document ne nécessite donc pas une lecture séquentielle. Il est parfaitement possible de se faire une opinion valable du contenu de la thèse en ne lisant que les addenda, et en se référant éventuellement au corps du travail pour obtenir plus d’informations.
(*)Pour des raisons de copyrights, ce chapitre a été modifié par rapport à la thèse « papier ». Se référer à la section ADDENDA pour plus d’informations.
La calligraphie chinoise qui figure sur la couverture a été réalisée par l’artiste coréen Kim Hyun-Sung. De haut en bas, les caractères signifient : vie, logique, étude. L’idéogramme dans son ensemble est la traduction chinoise du terme « physiologie ». Il a donné lieu au titre de du livre de Boyd et Noble (Eds.) : « The logic of life. The challenge of integrative physiology» (Oxford University Press, 1983). Ce recueil de textes de a fait suite à la déclaration fracassante de Sir James Black (Prix Nobel de Médecine, 1988) exprimant que le futur se trouve « dans le triomphe progressif de la physiologie sur la biologie moléculaire ».
By permission of the Oxford University Press.
Illustration of Chinese representation of the word "physiology" (before page 1) from "The Logic of Life"
edited by Boyd, C.A.R. & Noble, D. (1993). Free permission.
Point n’est besoin d’espérer pour entreprendre, Ni de réussir pour persévérer.
(Anonyme.)
Il suffit d’ouvrir les yeux pour voir que les conquêtes de l’industrie qui ont enrichi tant d’hommes pratiques n’auraient jamais vu le jour si ces hommes pratiques avaient seuls existé, et s’ils n’avaient été devancés par des fous désintéressés qui sont morts pauvres, qui ne pensaient jamais à l’utile, et qui pourtant avaient un autre guide que leur caprice.
C’est que, comme l’a dit Mach, ces fous ont économisé à leurs successeurs la peine de penser. Ceux qui auraient travaillé uniquement en vue d’une application immédiate n’auraient rien laissé derrière eux et, en face d’un besoin nouveau, tout aurait été à recommencer. Or, la plupart des hommes n’aiment pas à penser et c’est peut-être un bien, puisque l’instinct les guide, et le plus souvent mieux que la raison ne guiderait une pure intelligence, toutes les fois du moins qu’ils poursuivent un but immédiat et toujours le même ; mais l’instinct c’est la routine, et si la pensée ne le fécondait pas, il ne progresserait pas plus chez l’homme que chez l’abeille ou la fourmi. Il faut donc penser pour ceux qui n’aiment pas à penser et, comme ils sont nombreux, il faut que chacune de nos pensées soit aussi souvent utile que possible, et c’est pourquoi une loi sera d’autant plus précieuse qu’elle sera plus générale.
Henri Poincaré
Science et méthode, 1908.
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Table des matières.
Chapitre I. Introduction générale
Chapitre II. Résultats généraux.
II.1. Définition d’un système polyphasique dispersé (SPD).
II.2. Volume caractéristique et pseudo-homogénéité.
II.3. Concentration réactionnelle et pseudo-homogénéité.
II.4. Obtention des bilans de masse.
II.5. Le principe de groupement.
II.6. Remarque sur une certaine relativité dans l’écriture des bilans.
II.7. Influence de la densité de phase sur le calcul des concentrations.
Chapitre III. Les cultures continues : le chémostat.
III.1. Généralités.
III.2. Le chémostat et le modèle de Monod.
III.3. Le chémostat dans le formalisme SPD.
III.4. Application d’une forme implicite des bilans : le concept de maintenance.
III.5. Application d’une forme explicite des bilans : phénomènes de seuil, signaux cellulaires et branchements métaboliques.
III.6. Application d’une forme explicite des bilans : l’effet Crabtree chez Saccharomyces cerevisiae.
III.7. Application à des systèmes complexes : phénomènes respiro-fermentatifs dans les flocs bactériens.
Chapitre IV. Discussion générale.
Annexes.
Annexe 1. Formalisme Annexe 2. Définitions
Annexe 3. Considération sur la croissance globale.
Annexe 4. Annulation des flux interphasiques d’échange au niveau du système.
Annexe 5. Considération sur le terme variationnel en micelles.
Addenda.(*)
Polyphasic Dispersed Systems.
Applications to suspended cellular cultures in chemostat. An overview.
(*)Pour des raisons de copyrights, ce chapitre a été modifié par rapport à la thèse « papier ». Se référer à la section ADDENDA pour plus d’informations.
