Production de biodiesel à partir de microalgues par catalyses homogène et hétérogène

Résumé : Au Canada, près de 80% des émissions totales, soit 692 Mt eq. CO[indice inférieur 2], des gaz à effet de serre (GES) sont produits par les émissions de dioxyde de carbone (CO[indice inférieur 2]) provenant de l’utilisation de matières fossiles non renouvelables. Après la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, COP21 (Paris, France), plusieurs pays ont pour objectif de réduire leurs émissions de GES. Dans cette optique, les microalgues pourraient être utilisées pour capter le CO[indice inférieur 2] industriel et le transformer en biomasse composée principalement de lipides, de glucides et de protéines. De plus, la culture des microalgues n’utilise pas de terre arable contrairement à plusieurs plantes oléagineuses destinées à la production de biocarburants. Bien que les microalgues puissent être transformées en plusieurs biocarburants tels le bioéthanol (notamment par fermentation des glucides) ou le biométhane (par digestion anaérobie), la transformation des lipides en biodiesel pourrait permettre de réduire la consommation de diesel produit à partir de pétrole. Cependant, les coûts reliés à la production de biodiesel à partir de microalgues demeurent élevés pour une commercialisation à court terme en partie parce que les microalgues sont cultivées en phase aqueuse contrairement à plusieurs plantes oléagineuses, ce qui augmente le coût de récolte de la biomasse et de l’extraction des lipides. Malgré le fait que plusieurs techniques de récupération des lipides des microalgues n’utilisant pas de solvant organique sont mentionnées dans la littérature scientifique, la plupart des méthodes testées en laboratoire utilisent généralement des solvants organiques. Les lipides extraits peuvent être transestérifiés en biodiesel en présence d’un alcool tel que le méthanol et d’un catalyseur (catalyses homogène ou hétérogène). Pour la commercialisation du biodiesel à partir de microalgues, le respect des normes ASTM en vigueur est un point essentiel. Lors des essais en laboratoire, il a été démontré que l’extraction des lipides en phase aqueuse était possible afin d’obtenir un rendement maximal en lipides de 36% (m/m, base sèche) en utilisant un prétraitement consistant en une ébullition de la phase aqueuse contenant les microalgues et une extraction par des solvants organiques. Pour l’estérification, en utilisant une résine échangeuse de cations (Amberlyst-15), une conversion des acides gras libres de 84% a été obtenue à partir des lipides de la microalgue Chlorella protothecoïdes dans les conditions suivantes : température : 120°C, pression autogène, temps de réaction : 60 min, ratio méthanol/lipides: 0.57 mL/g et 2.5% (m/m) Amberlyst-15 par rapport aux lipides. En utilisant ces conditions avec une catalyse homogène (acide sulfurique) et une seconde étape alcaline avec de l’hydroxyde de potassium (température : 60°C ; temps de réaction : 22.2 min; ratio catalyseur microalgue : 2.48% (m/m); ratio méthanol par rapport aux lipides des microalgues : 31.4%), un rendement en esters méthyliques d’acides gras (EMAG) de 33% (g EMAG/g lipides) a été obtenu à partir des lipides de la microalgue Scenedesmus Obliquus. Les résultats démontrent que du biodiesel peut être produit à partir de microalgues. Cependant, basé sur les présents résultats, il sera necessaire de mener d’autre recherche pour prouver que les microalgues sont une matière première d’avenir pour la production de biodiesel.

Association entre l’environnement social en milieu de garde et les comportements liés à l’apport alimentaire et l'activité physique des enfants de trois à cinq ans

Résumé : Problématique : Puisque les enfants de moins de cinq ans passent environ 29 heures par semaine dans les milieux de garde et qu’ils apprennent en observant et en imitant les autres, les éducateurs et les pairs peuvent être des modèles importants dans l’apprentissage de saines habitudes de vie. Les objectifs étaient d’analyser les associations entre 1) les pratiques des éducateurs et l’apport alimentaire, 2) l’activité physique (AP) des enfants de trois à cinq ans dans les milieux de garde, 3) le degré d’influence des pairs sur l’apport alimentaire, et 4) l’AP des enfants de trois à cinq ans. Méthodes : Les associations entre les pratiques des éducateurs et les comportements liés à l’apport alimentaire et l’AP des enfants ont été étudiées à l’aide d’une étude transversale, menée auprès de 723 enfants de trois à cinq ans de 51 milieux de garde en Saskatchewan et au Nouveau-Brunswick à l’automne 2013 et 2014. Le degré d’influence des pairs sur l’apport alimentaire et l’AP des enfants a été étudié à l’aide d’une étude longitudinale, menée auprès de 238 enfants de trois à cinq ans au début et à la fin des années scolaires 2013-2014 et 2014-2015. L’AP des enfants a été mesurée à l’aide d’accéléromètres, et l’apport alimentaire a été mesuré à l’aide d’une analyse de consommation par pesée et photographiée. Une grille d’observation de l’environnement a permis de mesurer les pratiques des éducateurs en milieu de garde. Des régressions linéaires multiniveaux ont répondu aux quatre objectifs de l’étude. Résultats : Le modelage est positivement associé à l’apport en sucre (p=0,026) et l’éducation alimentaire est négativement associée à l’apport en calories (p=0,026) et en fibres (p=0,044). Ne pas utiliser de récompenses alimentaires est négativement associée à l’apport en gras (p=0,049). Aucune pratique n’est associée à l’AP des enfants. Plus l’écart entre l’apport alimentaire et l’AP des enfants et ceux de leurs pairs est grand au début de l’année, plus les enfants voient leur apport alimentaire et leur AP changer, se rapprochant de la moyenne de leurs pairs neuf mois plus tard (p<0,05). Conclusion : Les éducateurs et les pairs jouent un rôle important dans l’adoption d’habitudes alimentaires saines et d’AP chez les enfants de trois à cinq ans dans les milieux de garde. L’environnement social est donc important à considérer dans les interventions de promotion d’habitudes de vie saine dans les milieux de garde.

Programme d’interventions nutritionnelles centrées sur une alimentation végétale minimalement transformée : évaluation des effets et exploration des déterminants influençant les choix alimentaires chez des adultes à risque de maladies cardiovasculaires

Résumé : Contexte: Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont un enjeu contemporain de santé publique. Or, des recherches cliniques démontrent que certaines interventions sont efficaces dans leur traitement et prévention. Il s’agit d’interventions nutritionnelles éducatives priorisant des aliments végétaux minimalement transformés (VMT). Ces interventions promeuvent l’adoption de postures alimentaires se caractérisant par la consommation à volonté d’une grande variété d’aliments d’origine végétale (e.g. légumineuses, céréales entières, fruits, légumes) et par une diminution de la consommation d’aliments d’origine animale (e.g. viandes, œufs et produits laitiers) et ultra-transformés (e.g. riches en sucres, sel ou gras, et faibles en fibres). Objectifs: À l’aide d’un devis mixte concomitant imbriqué, nous avons évalué les effets d’un programme d’interventions éducatives visant à augmenter la consommation de VMT chez des adultes à risque de MCV et exploré les déterminants des modifications comportementales observées. Méthodologie : Divers paramètres physiologiques et anthropométriques ont été mesurés pré-post programme (n = 72) puis analysés avec un test t pour échantillons appariés ou un test signé des rangs de Wilcoxon. D’autre part, 10 entretiens semi-dirigés ont été réalisés post-programme et soutenus par un guide d’entretien basé sur le Food Choice Process Model. Les verbatims intégraux ont été codés selon la méthode d’analyse thématique. Résultats : Après 12 semaines, le poids (-10,5 lb, IC 95 %: 9,0-12,0), le tour de taille (-7,4 cm, IC 95 %:6,5-8,4), la tension artérielle diastolique (-3,2 mmHg, IC 95 %: 0,1-6,3), le cholestérol total (-0,87 mmol/ L, IC 95 %:0,57-1,17), le cholestérol LDL (-0,84 mmol/ L, IC 95 %: 0,55-1,13) et l’hémoglobine glyquée (-1,32 %, IC 95 %:-0,17-2,80) se sont significativement améliorés. L’analyse thématique des données qualitatives révèle que le programme, par la stimulation de valeurs de santé, d’éthique et d’intégrité, favorise la transformation des choix alimentaires vers une posture davantage axée sur les VMT durant une période clé du parcours de vie (i.e. pré-retraite). D’autres déterminants pouvant favoriser l’adoption d’une alimentation VMT ont été identifiés, dont les bénéfices importants observables à court terme, l’absence de restriction à l’égard de la quantité d’aliments VMT et le développement de compétences de planification dans l’acquisition et la préparation des aliments. Conclusion : Une intervention priorisant les VMT permet d’améliorer le profil cardiométabolique d’individus pré-retraités en raison de ses caractéristiques intrinsèques, mais aussi parce qu’elle modifie les valeurs impliquées dans les choix alimentaires.

Test du modèle unitaire de dépense des ménages sur les données canadiennes de 2009

Dans ce mémoire de maîtrise, nous utilisons les microdonnées de l’Enquête sur les dépenses des ménages de Statistique Canada en 2009 pour tester la validité empirique du modèle unitaire de dépense des ménages. En s’inspirant de l’étude conduite par Phipps et Burton en 1998, nous tentons une actualisation de leurs résultats ainsi qu’une analyse de l’évolution du comportement des ménages canadiens entre 1992 et 2009. La nouveauté présentée dans ce mémoire de maîtrise tient justement dans ces résultats. Dans la majorité des catégories de dépenses, nous ne rejetons plus le modèle unitaire et nous en mesurons les implications. Entre ces deux études, les différences entre l’homme et la femme dans les couples canadiens se sont atténuées, ils ont de plus en plus les mêmes préférences en terme de consommation. Enfin, nous poursuivons en apportant un test du modèle coopératif développé par Browning, Bourguignon, Chiappori et Lechene (1994) sur la demande en biens exclusifs. Nous en déduisons un aperçu de la répartition du pouvoir de dépense au sein des ménages canadiens.

Caractérisation de l’effet antibiofilm et antibactérien du chitosane sur les souches de Staphylococcus aureus responsables des mammites bovines

La mammite bovine est l’inflammation des tissus internes de la glande mammaire des vaches laitières. Elle est la plupart du temps causée par l’intrusion d’agents pathogènes dans le canal du trayon de la glande mammaire causant ainsi une infection intramammaire (IIM). La mammite engendre des pertes économiques importantes pour l’industrie laitière en raison de la faible production du lait, des coûts de traitements élevés, la présence de résidus d’antibiotiques dans le lait suite à leur utilisation, le rejet de lait non destiné à la consommation et les faibles taux de rendement pendant la transformation du lait en divers produits laitiers. Le développement de l’inflammation est souvent associé au degré d’exposition des glandes mammaires aux pathogènes. Staphylococcus aureus est le pathogène le plus souvent responsable de la mammite bovine au Canada. Il est capable de causer des infections intramammaires persistantes sous-cliniques souvent réfractaires à l’antibiothérapie. En outre, le biofilm représente un facteur de virulence clé dans la persistance de S. aureus pendant la mammite, car il augmente la résistance des bactéries contre les antibiotiques grâce à la matrice extracellulaire qui recouvre et protège la communauté. Le biofilm représente donc, une problématique majeure de l’industrie laitière et le besoin de nouveaux outils thérapeutiques alternatifs adressant ce facteur de virulence est très urgent. Le chitosane est une molécule naturelle extraite de la carapace des crustacés. Elle est exploitée pour de multiples applications biologiques, y compris certaines activités antibiofilm. Dans cette étude, nous avons démontré que les formes de 2,6 kDa et 4 kDa empêchaient la production de biofilm des souches : S. aureus 2117 (forte productrice du biofilm) et le SARM bovin (S. aureus résistant à la méthicilline). Chez la souris, l’administration d’un chitosane de 2,6 kDa n’a démontré aucun effet inflammatoire comparativement au 4 kDa. Les tests de bactéricidie ont démontré que le 2,6 kDa était capable de tuer les bactéries incorporées dans les biofilms préformés d'une manière dose-réponse avec une réduction de > 3 log[indice inférieur 10] CFU / biofilm à la concentration de 4 mg / ml. En culture cellulaire, nous avons observé que le chitosane de 2,6 kDa pouvait empêcher la persistance du SARM bovin dans les cellules épithéliales bovines MAC-T. Les tests de combinaison sur plaque ont révélé que le 2,6 kDa produit une synergie avec les antibiotiques de la classe des macrolides (par exemple, la tilmicosine) contre S. aureus, en réduisant la CMI des deux molécules par 2-8 fois. Finalement, l'administration intramammaire de 2,6 kDa, seul (p <0,01) ou en combinaison avec la tilmicosine (p <0,0001), a réduit la colonisation de S. aureus dans les glandes mammaires de notre modèle de mammite aigu murin.

L'instabilité dans les parcours de placements : associations avec les comportements, cognitions et émotions chez les adolescentes placées en centre de réadaptation

La littérature démontre qu'entre le cinquième et les trois quarts des enfants placés se déplacent d'un milieu d'hébergement à un autre au fil de leur parcours de placements. Cette accumulation de déplacements devient une pente glissante vers l'instabilité et risque de compromettre leur bien-être. L'objectif général de cette thèse par article est de mieux décrire et comprendre l'instabilité des parcours de placements et ses liens avec les comportements, cognitions et émotions chez les adolescentes placées en contexte de réadaptation. Le premier article vise à identifier les parcours de placements des adolescentes placées en centres de réadaptation, et ce, depuis leur tout premier placement. Trois parcours de placements ont été identifiés chez les 315 adolescentes qui composent l'échantillon : un parcours à faible cumul de changements, un parcours à cumul de changements relationnels et un parcours à cumul de changements physiques. Le parcours à faible cumul de changements est emprunté par quatre adolescentes sur cinq (80,65 %) et a été qualifié ainsi puisque l'ensemble des indicateurs pour ce profil se situe sous la moyenne de l'échantillon. Les deux parcours de placements qui cumulent le plus de changements représentent quant à eux une adolescente sur cinq. D'abord, le parcours à cumul de changements relationnels (13%) se qualifie ainsi par l'ampleur du nombre d'intervenants qui ont été, tour à tour, responsables du dossier des adolescentes de ce profil. Celles-ci cumulent en moyenne 10 intervenants responsables, les plaçant bien au-dessus de la moyenne de l'échantillon. Enfin, le parcours à cumul de changements physiques (6,35 %) se caractérise par l'ampleur du nombre de déplacements cumulés (placements et sorties infructueuses de placement). En tout, près de 20 déplacements ont été cumulés chez les adolescentes de ces parcours, les situant très au-dessus de la moyenne de l'échantillon. Le deuxième article a pour but d'évaluer les liens d’association entre les parcours de placements et les problèmes de comportement des adolescentes. Nous avons étudié plusieurs problèmes de comportement spécifiques, soient l'agression, les vols, la consommation de substances psychoactives, la fréquentation de membres de gang et la prostitution. Cet article établit une association entre le fait d'avoir emprunté un parcours de cumul de changements physiques et la fréquence de l'engagement dans la prostitution (B = .648; p = 0.001) sur une période de 18 mois, et ce, peu importe l'âge des adolescentes. Le troisième article de cette thèse vise à comprendre le sens accordé au parcours de placements et à l'instabilité chez 15 jeunes femmes quelques années après leur sortie de placement. Les résultats pointent vers trois manières d'expérimenter l'instabilité en placement selon le niveau de pouvoir d'agir perçu au fil du parcours. Ainsi, alors que certaines jeunes femmes expliquent avoir surtout observé l'instabilité en placement, d'autres affirment l'avoir subie, et d'autres précisent l'avoir provoquée, surtout à travers leurs nombreuses fugues. Les bouleversements psychologiques, soient cognitifs et émotionnels qui ressortent de ces diverses perceptions de l'instabilité diffèrent et soulignent l'importance de la notion du pouvoir d'agir dans l'expérience de l'instabilité en placement. En somme, cette thèse suggère qu’une description plus holistique des parcours de placements exige d’aller au-delà de la mesure de ce seul indicateur en prenant en compte les placements dans leur globalité. Elle propose également de décloisonner la mesure de problèmes de comportement pour mesurer des comportements spécifiques plutôt que la propension générale aux problèmes de comportement. Enfin, la multiplication des points de vue à travers notre étude qualitative permet de mieux comprendre le sens que prend l'instabilité en placement chez les jeunes ainsi que ses répercussions cognitives et émotionnelles.

Cotation énergétique des habitations : stratégie optimale pour le Québec

L’objectif de l’essai est d’identifier la stratégie optimale de cotation énergétique des habitations au Québec. À partir des expériences internationales, l’essai évalue, à l’aide d’une analyse multicritère, s’il est plus optimal pour le Québec (scénario A) de continuer à coter la performance énergétique des habitations existantes dans le programme Rénoclimat actuellement en vigueur (hors transactions immobilières) ou (scénario B) d’implanter un système de cotation énergétique pour les habitations lors des transactions immobilières en mode volontaire ou (scénario C) de l’implanter en mode réglementaire. Pour réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre des bâtiments, de plus en plus de pays adoptent des législations en matière de cotation énergétique lors des transactions immobilières. Or, au Québec, il existe seulement des programmes de cotation énergétique des habitations existantes hors transactions immobilières dont la participation se fait sur une base volontaire. De plus, des exigences minimales de performance énergétique réglementaires pour les habitations neuves sont en vigueur depuis 2012, mais peu de mécanismes de renforcement sont utilisés pour en assurer le respect. Globalement, selon l’analyse multicritère, dans le cas où un soutien politique est offert et où les ressources financières, techniques, humaines, informatiques et législatives sont disponibles, et ce, tout au long du développement du projet, mais aussi lors de la phase d’opération, le scénario C permet de rencontrer un maximum de bénéfices. Sinon, pour éviter d’investir des ressources humaines et financières supplémentaires, de modifier la législation et de gérer une mise en œuvre complexe, il est possible de continuer à opérer le scénario A. Par contre, ce scénario ne permet pas de développer le plein potentiel de la cotation énergétique. Pour optimiser ce scénario, il est suggéré de renforcir certains éléments du programme. Enfin, il est déconseillé d’implanter le scénario B, à moins qu’il soit temporaire et accompagné d’une annonce dès le début de l’arrivée du système de cotation énergétique en mode réglementaire. En effet, l’analyse multicritère a permis de faire ressortir que les très rares et faibles impacts positifs du scénario B ne font pas le poids face aux ressources requises pour le mettre en œuvre. Dans le cas où l’implantation du scénario C est envisagée, il importe de rappeler que pour profiter des bénéfices estimés, des ressources importantes doivent être investies afin de respecter les nombreux facteurs clés de réussite. Le potentiel du scénario C peut être déployé seulement si ces conditions sont réunies pour s’assurer de la fiabilité du système et, par conséquent, pour assurer l’acceptabilité du public.

Dégradation chimique de l’interface cathodique carbone-fonte de cellules de production d’aluminium

Les producteurs d’aluminium sont des acteurs majeurs dans l’économie du Québec. Le métal gris est apprécié pour sa légèreté et sa résistance à la corrosion. Bien qu’il possède des qualités indéniables, sa production consomme une quantité considérable d’électricité. L’amélioration de l’efficacité énergétique du procédé est donc primordiale d’un point de vue économique et environnemental. L’étude du contact électrique entre le carbone et la fonte à l’intérieur de l’ensemble cathodique fait partie de la liste des paramètres pour optimiser la consommation énergétique de la cellule Hall-Héroult. Ce contact doit offrir une résistance minimale au passage du courant nécessaire pour la réaction d’électrolyse. Au cours du temps, la qualité du contact se dégrade en raison de la transformation physique et chimique des matériaux. Cette thèse se concentre sur l’étude de la dégradation chimique de la surface de la fonte. La première partie étudie la pénétration des composés chimiques provenant du bain d’électrolyse à l’intérieur du bloc de carbone. Le gonflement sodique suit généralement la diffusion du sodium, un sous-produit de la réaction cathodique, et du bain. Le gonflement causé par le sodium a été mesuré directement à l’aide de LVDT alors que la diffusion du bain électrolytique a été déterminée par microtomographie à rayons X. La seconde partie évalue le mécanisme de la dégradation du contact électrique entre le carbone et la fonte. Des travaux en laboratoire ont été réalisés pour quantifier l’impact des paramètres d’opération. Les résultats obtenus ont été comparés par la suite à des échantillons industriels provenant de deux technologies pour évaluer leur degré de dégradation. Un modèle numérique a été calibré à partir de ces résultats pour estimer l’effet de la dégradation de la fonte sur la chute de voltage cathodique. Les résultats démontrent que les paramètres d’opération de la cellule d’électrolyse ont des effets sur la vitesse de pénétration des espèces chimiques dans le bloc de carbone. Un bain plus riche en sodium ou une densité de courant cathodique plus élevée augmente la vitesse de pénétration. La présence d’une nappe d’aluminium au démarrage de l’électrolyse au contraire divise le gonflement et la pénétration du bain de moitié. La vitesse de dégradation de la fonte suit la même tendance. De plus, une augmentation de température de 50 °C provoque une fusion partielle de la surface de la fonte. Ces résultats intégrés au modèle numérique montre que la dégradation du contact entre le carbone et la fonte augmente la chute de voltage cathodique mais aussi change la distribution du courant à la surface du bloc de carbone. La détermination du mécanisme de dégradation de la fonte par des essais en laboratoire combinée avec la pénétration des espèces chimiques constitue l’apport original de cette thèse et ceci permet d’éclaircir le processus d’évolution de ce contact électrique sous condition d’opération.