Design of passive methane oxidation biosystems considering their response to the presence of capillary barrier effect

La construction des biosystèmes d’oxydation passive du méthane (BOPM) est une option économique et durable pour réduire les émissions de méthane des sites d’enfouissement de déchets et des effets subséquents du réchauffement climatique. Les BOPM sont constitués de deux couches principales: la couche d'oxydation du méthane (MOL) et la couche de distribution du gaz (GDL). L'oxydation du méthane se produit dans la MOL par les réactions biochimiques des bactéries méthanotrophes, et la GDL est construite sous la MOL pour intercepter et distribuer les émissions fugitives de biogaz à la base de la MOL. Fondamentalement, l'efficacité d'un BOPM est définie en fonction de l'efficacité d'oxydation du méthane dans la MOL. Par conséquent, il est indispensable de fournir des conditions adéquates pour les activités bactériennes des méthanotrophes. En plus des paramètres environnementaux, l'intensité et la distribution du biogaz influencent l'efficacité des BOPM, et ils peuvent rendre le matériau de la MOL - avec une grande capacité d'accueillir les activités bactériennes - inutilisables en termes d'oxydation du méthane sur place. L'effet de barrière capillaire le long de l'interface entre la GDL et la MOL peut provoquer des émissions localisées de méthane, due à la restriction ou la distribution non uniforme de l’écoulement ascendant du biogaz à la base de la MOL. L'objectif principal de cette étude est d'incorporer le comportement hydraulique non saturé des BOPM dans la conception des BOPM, afin d’assurer la facilité et la distribution adéquates de l'écoulement du biogaz à la base de la MOL. Les fonctions de perméabilité à l'air des matériaux utilisés pour construire la MOL des BOPM expérimentaux au site d’enfouissement des déchets de St Nicéphore (Québec, Canada), ainsi que celles d'autres de la littérature technique, ont été étudiés pour évaluer le comportement d'écoulement non saturé du gaz dans les matériaux et pour identifier le seuil de migration sans restriction du gaz. Ce dernier seuil a été introduit en tant que un paramètre de conception avec lequel le critère de conception recommandé ici, c’est à dire la longueur de la migration sans restriction de gaz (LMSG), a été défini. La LMSG est considérée comme la longueur le long de l'interface entre la GDL et la MOL où le biogaz peut migrer à travers la MOL sans restriction. En réalisant des simulations numériques avec SEEP/W, les effets de la pente de l'interface, des paramètres définissant la courbe de rétention d'eau, de la fonction de la conductivité hydraulique du matériau de la MOL sur la valeur de la LMSG (représentant la facilité d'écoulement du biogaz à l'interface) et de la distribution de l'humidité (et par conséquent celle du biogaz) ont été évalués. Selon les résultats des simulations, la conductivité hydraulique saturée et la distribution des tailles de pores du matériau de la MOL sont les paramètres les plus importants sur la distribution de l'humidité le long de l'interface. Ce dernier paramètre influe également sur la valeur du degré de saturation et donc la facilité du biogaz à la base de la MOL. La densité sèche du matériau de MOL est un autre paramètre qui contrôle la facilité d'écoulement ascendant du biogaz. Les limitations principales de la présente étude sont associées au nombre de matériaux de MOL testés et à l'incapacité de SEEP/W de considérer l'évapotranspiration. Toutefois, compte tenu des hypothèses raisonnables dans les simulations et en utilisant les données de la littérature, on a essayé de réduire ces limitations. En utilisant les résultats des expériences et des simulations numériques, des étapes et des considérations de conception pour la sélection du matériau de MOL et de la pente d'interface ont été proposées. En effet,le comportement hydraulique non saturé des matériaux serait intégré dans les nécessités de conception pour un BOPM efficace, de sorte que la capacité maximale possible d'oxydation du méthane du matériau de la MOL soit exploitée.

Élaboration d’un matériel pédagogique pour l’éducation à la paix basé sur des modèles de paix

L’éducation à la paix s’est développée juste après la Deuxième Guerre mondiale, notamment avec la création de l’UNESCO. D’ailleurs, son Acte constitutif commence avec l’énoncé du principe suivant: « Les guerres prenant naissance dans l’esprit des hommes, c’est dans l’esprit des hommes que doivent être élevées les défenses de la paix. » (Unesco, 1945, 2014, p. 5) Après des recherches sur l’idéal de paix et sur les conceptions de l’éducation à la paix, nous avons posé quelques questions: Quelles sont les différentes stratégies d’éducation à la paix formelles, informelles et non formelles mises en place à travers le monde? À partir de l’inventaire des stratégies d’éducation à la paix, quelles sont celles qui participent le plus à l’objectif de construire un artisan de paix en chaque individu, peu importe son âge, sa classe sociale, sa culture et sa société? La recension des écrits a permis de mettre en évidence quelques pratiques: le dialogue pour la réconciliation, l’éducation interculturelle et aux droits humains, la médiation des conflits. Mais on ne relève pas de pratiques d’éducation à la paix basée sur les modèles. C’est pourquoi, nous avons énoncé la question générale de recherche en ces termes: En quoi les vies des figures de paix en tant que modèles de paix peuvent-elles contribuer à l’éducation à la paix? Nous avons mis en relief le lien possible entre le modèle de paix et la pédagogie basée sur le modèle (Gardner, 1999) dans le but de faire de l’éducation à la paix. Puis, nous avons pu poser deux objectifs de recherche: 1. Élaborer un matériel pédagogique à partir de la vie de modèles de paix pour servir à l’éducation à la paix dans des contextes éducatifs non formels; 2. Faire valider le matériel par des experts. Selon la démarche méthodologique de la recherche de développement (Van der Maren, 2014), nous avons élaboré le prototype du matériel pédagogique. Pour cela, nous avons sélectionné cinq modèles de paix: le Mahatma Gandhi, Mère Teresa, Martin Luther King, Wangari Maathai et Cheikh Ahmadou Bamba. Pour chaque modèle, nous avons créé des scénarios pédagogiques et élaboré du matériel d’accompagnement en fonction d’événements marquants dans leurs vies. Sept experts ont évalué le matériel produit et ont fait des suggestions pour l’améliorer. L’analyse de leur évaluation et leurs recommandations nous a permis de rédiger une nouvelle version que nous avons appelée la version validée du matériel. Le matériel pédagogique produit est intitulé La vie de modèles de paix: Outils d’éducation à la paix. La visée de ce matériel est de donner la possibilité à l’être humain d’identifier son potentiel en tant qu’artisan de paix et de l’amener à développer la paix en lui-même afin de semer la paix autour de lui. Les retombées de cette recherche concernent tant la communauté scientifique que la communauté professionnelle. Nous avons développé une approche pédagogique nouvelle pour faire de l’éducation à la paix et avons dégagé ses fondements théoriques, en plus de produire pour des intervenants socioéducatifs un matériel pédagogique qui a fait l’objet d’une évaluation rigoureuse.

Alternatives aux méthodes de déglaçage utilisées au Québec et au Canada

L’objectif de cet essai est de recommander des solutions alternatives aux méthodes de déglaçage présentement utilisées au Québec et au Canada. Actuellement, les routes hivernales sont maintenues sécuritaires grâce à l’épandage de sels de voirie et d’abrasifs. Le chlorure de sodium et le chlorure de calcium sont les plus utilisés sur les routes, en partie en raison de leurs faibles coûts. Or, les impacts négatifs d’une libération massive d’ions chlorure dans l’environnement sont nombreux. La perturbation de l’équilibre osmotique du sol menant à un dérèglement végétal, l’augmentation de la salinité de l’eau nuisant aux organismes aquatiques vertébrés et l’érosion accélérée du sol n’en sont que quelques-unes. En prime, les répercussions économiques reliées à la corrosion des véhicules et des structures routières, telles que les ponts et viaducs, causées par l’épandage de sels de voirie sont importantes. Ainsi, l’utilisation de méthodes alternatives peut limiter les impacts engendrés par les sels de voirie. Les recommandations sont divisées en deux catégories. D’une part, des recommandations sont formulées en lien avec l’épandage de produits de remplacements aux sels de voirie. L’exploitation du potentiel de l’extrait de betterave est suggérée. L’entretien hivernal des ponts et viaducs à l’aide de produits non corrosifs tels que les acétates est proposé, tout comme le traitement des piles d’abrasifs avec un produit comportant un pourcentage d’extrait de maïs. D’autre part, des recommandations concernant l’optimisation des méthodes employées et les visions environnementales à adopter en entretien hivernal sont formulées. Elles consistent à augmenter le nombre de villes québécoises participantes à la Stratégie québécoise pour une gestion environnementale des sels de voirie et de villes canadiennes éligibles au Code de pratique pour la gestion des sels de voirie, de miser en premier lieu sur l’amélioration des méthodes d’entretien hivernal dans les zones vulnérables prioritaires, de prendre en compte le cycle de vie des composés alternatifs et enfin d’effectuer une réduction à la source des émissions de sels de voirie dans l’environnement. Enfin, puisqu’aucune solution idéale n’existe, la solution réside en l’amélioration des méthodes actuelles et l’utilisation d’une combinaison d’alternatives, chacune jouant un rôle dans une situation qui lui est propre pour atténuer des impacts causés par l’épandage de sels de voirie.

Évaluation formative et TIC pour une meilleure intégration des apprentissages en biochimie clinique

Dans cette recherche, l’enseignante-chercheuse analyse la méthode d’enseignement, les activités d’apprentissage et les modalités d’évaluation de la portion théorique du cours de stage en biochimie clinique dans le cadre du programme Technologie d’analyses biomédicales (140.BO) offert au Collège de Rosemont. Dans les années précédant la recherche, les stagiaires avaient formulé certains problèmes dont: un contenu trop lourd et le manque d’interactivité. Ces contraintes ont obligé l’enseignante-chercheuse à se questionner sur le processus pédagogique et sur la relation d’apprentissage. De plus, le manque d’intégration des connaissances des stagiaires mis en évidence lors de la préparation de l’examen national de la SCSLM et la baisse de performance à ces mêmes examens ont été les éléments déclencheurs de la recherche. Trois approches pédagogiques ont été utilisées afin de favoriser l’intégration des apprentissages et faire progresser les étudiantes et les étudiants vers un résultat acceptable en fin de stage. Premièrement, il a fallu passer par une réorganisation de contenu. Deuxièmement, nous avons mis en place un environnement plus interactif favorisant l’évaluation formative à l’aide de la plate-forme pédagogique Moodle. Troisièmement, nous avons introduit un mode d’évaluation formative qui s’harmonise à l’évaluation sommative. Toutes ces étapes ont été effectuées afin de faire progresser l’étudiante et l’étudiant et de l’informer clairement de ses performances pour qu’elle ou qu’il en arrive à intégrer les nombreuses notions théoriques en biochimie. Il est important de préciser que c’est à partir des assises du cadre de référence de cette recherche qu’il a été possible de dégager des actions pour innover notre pratique pédagogique. C’est par l’évaluation formative s’inscrivant dans diverses modalités de régulation ou d’autorégulation de l’apprentissage, permettant l’accès à la reprise à l’aide des questionnaires interactifs de la plate-forme pédagogique Moodle que nous avons mis en place une première solution. Comme deuxième solution, l’enseignante-chercheuse a présenté à chaque étape, par sujet de révision, une évaluation formative à des fins sommatives avec la possibilité d’une deuxième tentative. Les performances qui y ont été évaluées, ont été modifiables et ont contribué à la note de fin d’étape. Le but de notre démarche était de trouver des réponses à la question de recherche: L’évaluation formative par l’utilisation des technologies améliorera-t-elle les apprentissages des étudiantes et des étudiants en biochimie à la fin du programme d’étude en Techniques d’analyses biomédicales? La conception du scénario pédagogique ainsi que la mise à l’essai du matériel servant à l’évaluation formative à travers les outils interactifs de la plate-forme Moodle, ont tous été aussi importants. Dans le cadre du choix méthodologique, les trois objectifs spécifiques de la recherche ont été respectés, c’est-à-dire: 1. Concevoir le matériel servant à l’évaluation formative et le générer sur la plate-forme informatisée; 2. Mettre en application l’utilisation des nouveaux éléments d’apprentissage et des processus d’évaluation; 3. Vérifier si l’évaluation formative influencera l’apprentissage qui aura pour but une meilleure intégration des connaissances. Par le volet qualitatif de l’étude, l’enseignante-chercheuse vise à comprendre ce qui a été formulé par les étudiantes et les étudiants relativement à une démarche d’évaluation formative, interactive et continue générée par l’usage de l’outil informatisé Moodle. Cette démarche d’apprentissage assisté par ordinateur comprenait des applications d’évaluation formative élaborées sur la plate-forme pédagogique Moodle pour que les étudiantes et les étudiants en arrivent à cibler plus facilement leurs lacunes. Ainsi, les étudiantes et les étudiants étaient en mesure d’y remédier immédiatement par la fonction régulatrice propre à l’évaluation formative à l’aide des TIC. Ce qui situe la recherche dans le pôle de l’innovation, c’est l’intégration des TIC qui a permis d’établir les modalités d’évaluation formative à des fins sommatives, une reprise en deux temps, dans une perspective d’intégration des apprentissages. Par la collecte de données, se rangeant sous le paradigme interprétatif, la grille d’appréciation et l’entrevue semi-dirigée ont permis de faire ressortir ce que les étudiantes et les étudiants ont noté comme éléments d’approbation ou de valorisation de l’enseignement et de l’apprentissage. Dans le volet quantitatif de l’étude, l’enseignante-chercheuse a analysé les résultats des examens du parcours de stage dans l’intérêt de savoir s’il y a eu amélioration des apprentissages des étudiantes et des étudiants en stage à la fin du programme. De ces étapes, l’interprétation des données recueillies a permis d’alimenter la réflexion sur les principales approches mises en place dans les cours théoriques du stage en biochimie clinique. Cette étape a contribué à supporter l’objectivation du sens produit de cette recherche. Les résultats obtenus et l’interprétation qui en résulte présente que l’ensemble des stagiaires s’accorde à dire que les tests formatifs, le processus d’évaluation formative à des fins sommatives, une reprise en deux temps et le contenu interactif sur la plate-forme Moodle, permettent de faire des liens entre les connaissances déjà acquises, d’intégrer la matière et contribue à stimuler leur motivation à fournir un effort soutenu. L’utilisation des ressources du système de gestion de l’apprentissage Moodle a permis d’établir des modes d’évaluation formative dans une perspective d’intégration des apprentissages. Ces résultats sont intéressants puisqu’il a été possible de constater les difficultés des stagiaires aux examens, de relier des questions à des objectifs moins bien réussis et pour lesquels les étudiantes et les étudiants affirment ne pas avoir assez de temps d’enseignement à propos de ces notions théoriques. L’enseignante-chercheuse a alors entrepris une démarche d’amélioration continue de sa pratique pédagogique et de l’environnement numérique d’apprentissage. Entre 2012 et 2015, elle a utilisé une grille d’évaluation et a analysé les résultats des examens lui permettant de mieux cibler les ressources à améliorer pour favoriser la réussite de ses étudiantes et de ses étudiants. Elle poursuit sa réflexion à propos des conditions d’appropriation des connaissances théoriques en biochimie et aux interventions les plus susceptibles d’assurer l’intégration des apprentissages.

Production de matériel pédagogique pour l’enseignement d’une grille de perspective à un point de fuite réalisée par le dessin à la main en design d’intérieur

Le programme Techniques de design d’intérieur fait partie d’un département intégrant trois autres programmes. Cette situation permet au Cégep de Rivière-du-Loup d’offrir certains cours en tronc commun. Ainsi, les cours de dessin ont souvent été donnés par des enseignantes et des enseignants provenant surtout des Arts visuels. Dès lors, certains contenus n’étaient pas pertinents pour les besoins professionnels du design d’intérieur. Depuis 2014, les plans-cadres des cours de dessin sont réécrits et le programme de Design d’intérieur s’est réapproprié ce contenu. Pour enseigner les cours de dessin propres au design d’intérieur, le personnel enseignant doit maintenant développer le matériel pédagogique adapté à cette situation professionnelle. Ces circonstances nous ont motivés à vouloir produire ce matériel pédagogique en suivant les balises de cadres de référence reconnus. Nous avons établi que l’enseignement du dessin nécessitait de construire trois types de connaissances, soit les connaissances déclaratives, procédurales et conditionnelles. À partir de ce constat, nous avons recensé les stratégies pédagogiques utilisées dans le réseau collégial qui permettaient la construction de ces types de connaissances. Nous avons conclu que les étapes de l’enseignement explicite correspondaient précisément aux objectifs fixés par notre recherche et que les trois phases de cette méthode répondaient à notre besoin. Cette recherche de nature qualitative utilise la méthodologie proposée par Paillé (2007), puisque les étapes proposées correspondent mieux à la démarche recherchée. Finalement, nous avons procédé à la production du matériel pédagogique en suivant les théories cognitivistes et les étapes de l’enseignement explicite et nous considérons que le matériel produit respecte les théories et stratégies pédagogiques scientifiquement reconnues; ce qui en fait un matériel répondant aux objectifs que nous nous étions fixés.

Transfert ultrarapide d’électron et transfert modéré d’énergie au sein d’assemblages supramoléculaires de colorants et d’un cluster de palladium

Résumé : Les transferts d’électrons photo-induits et d’énergie jouent un rôle primordial dans un grand nombre de processus photochimiques et photobiologiques, comme la respiration ou la photosynthèse. Une très grande quantité de systèmes à liaisons covalentes ont été conçus pour copier ces processus de transferts. Cependant, les progrès sont, en grande partie, limités par les difficultés rencontrées dans la synthèse de nouveaux couples de types donneurs-accepteurs. Récemment, des espèces utilisant des liaisons non-covalentes, comme les liaisons hydrogènes, les interactions [pi]-[pi], les liaisons de coordination métal-ligands ou encore les interactions électrostatiques sont le centre d’un nouvel intérêt du fait qu’ils soient plus faciles à synthétiser et à gérer pour obtenir des comportements de transferts d’électrons ou d’énergie plus flexibles et sélectifs. C’est dans cette optique que le travail de cette thèse a été mené, i.e. de concevoir des composés auto-assemblés avec des porphyrines et un cluster de palladium pour l’étude des transferts d’électrons photo-induits et d’énergie. Cette thèse se divise en quatre parties principales. Dans la première section, le chapitre 3, deux colorants porphyriniques, soit le 5-(4-carboxylphényl)-10, 15, 20-tristolyl(porphyrinato)zinc(II) (MCP, avec Na+ comme contre-ion) et 5, 15-bis(4-carboxylphényl)-15, 20-bistolyl(porphyrinato)zinc(II) (DCP, avec Na+ comme contre-ion) ont été utilisés comme donneurs d’électrons, et le [Pd3(dppm)3(CO)]2+ ([Pd32+], dppm = (Ph2P)2CH2, PF6‾ est le contre-ion) a été choisi comme accepteur d’électrons. La structure de l’assemblage [Pd32+]•••porphyrine a été élucidée par l’optimisation des géométries à l’aide de calculs DFT. La spectroscopie d’absorption transitoire (TAS) montre la vitesse de transferts d’électrons la plus rapide (< 85 fs, temps inférieurs à la limite de détection) jamais enregistrée pour ce type de système (porphyrine-accepteur auto-assemblés). Généralement, ces processus sont de l’ordre de l’échelle de la ps-ns. Cette vitesse est comparable aux plus rapides transferts d’électrons rapportés dans le cas de systèmes covalents de type porphyrine-accepteur rapide (< 85 fs, temps inférieurs à la limite de détection). Ce transfert d’électrons ultra-rapide (ket > 1.2 × 1013 s-1) se produit à l’état énergétique S1 des colorants dans une structure liée directement par des interactions ioniques, ce qui indique qu’il n’est pas nécessaire d’avoir de forts liens ou une géométrie courbée entre le donneur et l’accepteur. Dans une deuxième section, au chapitre 4, nous avons étudié en profondeur l’effet de l’utilisation de porphyrines à systèmes π-étendus sur le comportement des transferts d’électrons. Le colorant 9, 18, 27, 36-tétrakis-meso-(4-carboxyphényl)tétrabenzoporphyrinatozinc(II) (TCPBP, avec Na+ comme contre-ion) a été sélectionné comme candidat, et le 5, 10, 15, 20-tétrakis-meso-(4-carboxyphényl)porphyrineatozinc(II) (TCPP, avec Na+ comme contre-ion) a aussi été utilisé à des fins de comparaisons. TCPBP et TCPP ont, tous deux, été utilisés comme donneurs d’électrons pour fabriquer des assemblages supramoléculaires avec le cluster [Pd32+] comme accepteur d’électrons. Les calculs DFT ont été réalisés pour expliquer les structures de ces assemblages. Dans les conditions expérimentales, ces assemblages sont composés principalement d’une porphyrine avec 4 équivalents de clusters. Ces systèmes ont aussi été investigués par des mesures de quenching (perte de luminescence), par électrochimie et par d’autres techniques. Les transferts d’électrons (< 85 fs; temps inférieurs à la limite de détection) étaient aussi observés, de façon similaire aux assemblages MCP•••[Pd32+] et [Pd32+]•••DCP•••[Pd32+]. Les résultats nous indiquent que la modification de la structure de la porphyrine vers la tétrabenzoporphyrine ne semble pas influencer le comportement des cinétiques de transferts d’électrons (aller ou retour). Dans la troisième section, le chapitre 5, nous avons synthétisé la porphyrine hautement [pi]-conjuguée: 9, 18, 27, 36-tétra-(4-carboxyphényléthynyl)tétrabenzoporphyrinatozinc(II) (TCPEBP, avec Na+ comme contre-ion) par des fonctionnalisations en positions meso- et β, β-, qui présente un déplacement vers le rouge de la bande de Soret et des bandes Q. TCPEBP était utilisé comme donneur d’électrons pour fabriquer des motifs supramoléculaires avec le [Pd32+] comme accepteur d’électrons. Des expériences en parallèle ont été menées en utilisant la 5, 10, 15, 20-tétra-(4-carboxyphényl)éthynylporphyrinatozinc(II) (TCPEP, avec Na+ comme contre-ion). Des calculs DFT et TDDFT ont été réalisés pour de nouveau déterminer de façon théorique les structures de ces systèmes. Les constantes d’association pour les assemblages TCPEBP•••[Pd32+]x sont les plus élevées parmi tous les assemblages entre des porphyrines et le cluster de palladium rencontrés dans la littérature. La TAS a montré, encore une fois, des processus de transferts d’électrons dans des échelles de l’ordre de 75-110 fs. Cependant, les transferts de retour d’électrons sont aussi très rapides (< 1 ps), ce qui est un obstacle potentiel pour des applications en cellules solaires à pigment photosensible (DSSCs). Dans la quatrième section, le chapitre 6, les transferts d’énergie triplets (TET) ont été étudiés pour les assemblages MCP•••[Pd32+] et [Pd32+]•••DCP•••[Pd32+]. Les analyses spectrales des états transitoires dans l’échelle de temps de la ns-[mu]s démontrent de façon évidente les TETs; ceux-ci présentent des transferts d’énergie lents et/ou des vitesses moyennes pour des transferts d’énergie T1-T1 (3dye*•••[Pd32+] → dye•••3[Pd32+]*) opérant à travers exclusivement le mécanisme de Förster avec des valeurs de kET autour de ~ 1 × 105 s-1 selon les mesures d’absorption transitoires à 298 K. Des forces motrices non-favorables rendent ces types de processus non-opérants ou très lents dans les états T1. L’état T1 de [Pd32+] (~8190 cm-1) a été qualitativement déterminé par DFT et par la mise en évidence de l’émission S0 ← Tn retardée à 680-700 nm provenant de l’annihilation T1-T1, ce qui fait que ce cluster peut potentiellement agir comme un donneur à partir de ses états Tn, et accepteur à partir de T1 à l’intérieur de ces assemblages. Des pertes d’intensités de types statiques pour la phosphorescence dans le proche-IR sont observées à 785 nm. Ce travail démontre une efficacité modérée des colorants à base de porphyrines pour être impliquée dans des TETs avec des fragments organométalliques, et ce, même attachées grâce à des interactions ioniques. En conclusion, les assemblages ioniques à base de porphyrines et de clusters de palladium présentent des propriétés de transferts d’électrons S1 ultra-rapides, et des transferts d’énergie T1 de vitesses modérées, ce qui est utile pour de possibles applications comme outils optoélectroniques. D’autres études, plus en profondeur, sont présentement en progrès.

Élaboration et expérimentation d’une approche d’évaluation des programmes axée sur l’accompagnement et l’utilisation des résultats

Cette recherche porte sur le thème de l’évaluation de programmes dans le réseau collégial et les défis qu’elle soulève en regard de son utilité. Plus précisément, nous abordons les difficultés posées par l’évaluation des programmes au Cégep de Saint-Jérôme et proposons une nouvelle approche permettant d’augmenter l’utilité de ce processus pour le personnel enseignant. Notre problématique s’articule principalement autour du fait que l’évaluation de programmes a été vécue par plusieurs membres du personnel enseignant comme une opération administrative, voire comme une opération de reddition de comptes. En lien avec l’adoption en 2008 d’une nouvelle politique institutionnelle d’évaluation des programmes (PIEP) au Cégep de Saint-Jérôme, nous montrons les limites du processus et des instruments d’évaluation de programmes associés. Nous nous concentrons ensuite sur les stratégies d’évaluation des apprentissages puisqu’elles constituent un aspect essentiel de l’évaluation des programmes et un levier important de changement en vue d’améliorer la qualité de leur mise en oeuvre. Notre question de recherche est la suivante: comment peut-on augmenter l’utilité de l’évaluation des programmes pour les enseignantes et les enseignants du Cégep de Saint-Jérôme? Notre cadre de référence dresse une présentation générale de l’évaluation de programmes, mais repose sur une approche de l’évaluation axée sur l’utilisation. Celle-ci s’avérait tout à fait pertinente compte tenu de notre question de recherche. La recension des écrits nous a permis d’élaborer un cadre d’intervention, à partir des travaux de Michael Quinn Patton, Jean A. King et Hallie Preskill. Notre cadre d’intervention circonscrit une démarche d’évaluation de programmes qui repose sur quatre critères d’utilité: le facteur personnel, l’utilisation attendue, la participation active et le renforcement des capacités en évaluation. De plus, il confère à la conseillère pédagogique, qui est aussi la chercheure, une posture d’accompagnement, définie à travers quatre rôles: consultante, animatrice, négociatrice et formatrice. Cette recherche poursuivait trois objectifs: utiliser concrètement notre cadre d’intervention dans l’évaluation d’un programme au Cégep de Saint-Jérôme, accompagner le personnel enseignant suivant un scénario découlant de notre cadre d’intervention et valider notre cadre d’intervention. Nos objectifs de recherche nécessitaient une méthodologie appropriée. Celle-ci repose sur une approche méthodologique qualitative, une posture épistémologique critique et un essai de type recherche intervention. Neuf participantes et participants ont pris part à la démarche d’évaluation de programmes que nous leur avons proposée. Les données ont été recueillies grâce à la technique de l’observation participante et la triangulation des méthodes de collecte de données a été utilisée afin d’assurer la rigueur de nos travaux. L’analyse de contenu nous a permis d’étudier les données recueillies au moyen d’une grille d’analyse élaborée à partir de catégories émergentes et d’autres issues de notre cadre de référence. La dimension éthique a également été au coeur de la collecte et de l’analyse de nos données. Nous avons d’ailleurs pris plusieurs précautions à cet effet. Les données obtenues nous ont permis de répondre à notre question de recherche en démontrant en quoi la démarche d’évaluation de programmes réalisée par nos participantes et nos participants a contribué à augmenter l’utilité de celle-ci pour le personnel enseignant, telle que définie dans notre cadre de référence. Cette démarche a permis au personnel enseignant d’augmenter sa participation et son intérêt à l’égard de l’évaluation de programmes ainsi que d’utiliser concrètement à court terme les résultats obtenus pour améliorer ses pratiques d’évaluation des apprentissages. Deux niveaux de participation ont été expérimentés. Dans le niveau le plus élevé, une partie des participantes et des participants a été regroupée au sein d’un groupe de travail, lequel a contribué à l’élaboration d’une grille d’analyse portant sur les stratégies d’évaluation des apprentissages. Cette grille a par la suite été expérimentée par l’ensemble des participantes et participants sur un échantillon de onze cours du programme pour lesquels elles et ils ont procédé à l’autoévaluation de leur propre matériel (copies d’examens, copies de grille d’évaluation, etc.). Un rapport d’évaluation a été produit à partir des grilles d’analyse complétées. Les données obtenues nous ont également permis de valider notre cadre d’intervention et de dégager plusieurs éléments facilitant la transférabilité des résultats obtenus. Nous pensons d’ailleurs que celui-ci constitue une avenue pertinente et utile pour le réseau collégial puisqu’il favorise l’utilisation des résultats à court terme par le personnel enseignant, développe la pensée évaluative du personnel enseignant et parce qu’il augmente la qualité et l’efficacité du processus. De plus, le modèle d’accompagnement du personnel enseignant que nous avons élaboré et expérimenté contribue à dépasser une approche basée sur la reddition de comptes ou la gestion administrative des programmes. À tout le moins, il s’agit d’une piste intéressante pour les conseillères et les conseillers pédagogiques qui ont à intervenir comme nous dans ce dossier.

Production d’un profil de sortie intégrant le rôle infirmier rehaussé et actualisé pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou

Avec l’instauration du Renouveau pédagogique, en 1993, un nouveau partage des responsabilités entre le Ministère et les collèges fut défini. Ces établissements d’enseignement devaient, dorénavant, élaborer, mettre en oeuvre et procéder à l’évaluation de programmes d’études permettant l’atteinte d’objectifs et de standards définis par le Ministère selon une approche par compétences. Les programmes d’études se devaient d’être cohérents et adaptés aux besoins du marché du travail. Pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou, le programme par compétences fut implanté à l’automne 2001. En 2003, de façon concomitante à l’établissement de ce nouveau programme, l’exercice infirmier se voyait rehaussé par un code législatif renouvelé. À partir de ce moment, ses habiletés à évaluer et à utiliser son jugement clinique furent reconnues et de nouvelles activités furent confiées à ce professionnel de la santé. S’en suivit l’apparition d’un nouvel outil pour la pratique de cette profession, le plan thérapeutique infirmier. Pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou, certains ajustements en lien avec ce rôle rehaussé ont été intégrés dans la formation. Toutefois, un doute demeure quant à la capacité de l’étudiante ou de l’étudiant à acquérir et à exercer son jugement clinique, de même qu’à développer une vision globale de la compétence infirmière. Une formation cohérente relativement à la continuité et la progression des apprentissages pourrait remédier à ces faiblesses en plus de répondre à la visée ministérielle. Cette cohérence relevant de l’approche programme s’est toutefois révélée déficiente lors du processus d’évaluation de ce programme d’études en 2006. L’un des outils favorisant cette approche est le profil de sortie, aussi appelé profil du diplômé. Il permet à toutes les personnes impliquées dans la formation de partager une vision commune de l’étudiante ou de l’étudiant que le programme désire former. Cet outil essentiel à l’élaboration d’un programme d’études n’avait jamais été conçu pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou. Cette recherche ayant pour objectif d’élaborer un profil de sortie intégrant le rôle infirmier rehaussé et actualisé pour le programme Soins infirmiers du Cégep Limoilou permettra de remédier à ces difficultés. Cette recherche est qualifiée de novatrice, car aucune ayant un tel objectif n’a été réalisée précédemment. La réalisation de cet objectif repose sur un cadre théorique étoffé. Celui-ci dresse d’abord un portrait de la profession infirmière en tenant compte des nombreux changements survenus ces dernières années. Ensuite, il décrit le programme d’études collégiales en soins infirmiers en portant une attention spéciale aux particularités du programme au Cégep Limoilou et enfin, il contient toutes les assises nécessaires à l’élaboration d’un profil de sortie. Ce cadre théorique met en lumière les quatre objectifs spécifiques de cette recherche qui se résument en la création d’une première version du profil de sortie, la validation de celle-ci, la modification de cette version et la formulation de recommandations pour favoriser une utilisation efficace de ce produit. L’accomplissement de ces objectifs a reposé sur une approche méthodologique qualitative inspirée de la posture épistémologique interprétative de l’enseignante-chercheure ayant mené cette recherche. Le choix de celle-ci quant au type de recherche s’est arrêté sur la recherche-développement collaborative puisque cette dernière vise la conception d’un produit nécessitant la contribution de quatre personnes. La première version du profil de sortie réalisée par ce travail collaboratif a été validée auprès de plusieurs sources. Parmi celles-ci, vingt et une personnes enseignant en soins infirmiers du Cégep Limoilou. C’est par l’intermédiaire de trois groupes de discussion que l’enseignante-chercheure a validé cette version auprès de ces personnes. Un guide de discussion fut conçu à cet effet. Cette technique de collecte de données a permis de recueillir des commentaires constructifs sur des énoncés à clarifier ou à ajouter. De plus, ces personnes ont formulé des suggestions en lien avec la formation pour favoriser l’atteinte de ce profil par les étudiantes et étudiants du programme Soins infirmiers. La seconde source consultée représente le marché du travail, elle est constituée de deux membres de la direction des soins infirmiers et d’une ou d’un chef d’unité, tous issus de centres hospitaliers, de même qu’une personne représentant le ministère de la Santé. Pour recueillir les commentaires et suggestions de ces personnes, l’entrevue semi-dirigée utilisant une grille d’entrevue semblable au guide de discussion a été privilégiée. Certains résultats obtenus se rapprochent étroitement de ceux des groupes de discussion, tandis que d’autres amènent une vision nouvelle et des commentaires complémentaires. La dernière source de validation émane de la recension des écrits récents réalisée par l’enseignante-chercheure. Plusieurs modifications quant au rôle infirmier rehaussé et à la pratique actuelle de cette profession ont été apportées au profil de sortie. L’ajout d’habiletés permettant une utilisation efficace de la pratique contemporaine et l’utilisation de données probantes dans la prise de décisions cliniques n’en sont que des exemples. Afin de répondre adéquatement au dernier objectif spécifique poursuivi par l’enseignante-chercheure quant à la formulation de recommandations, un questionnaire a été rempli par vingt-cinq enseignantes et enseignants du programme dans le but de décrire la pratique enseignante. Les résultats de ce questionnaire conçu spécialement pour cette recherche mettent en lumière certaines lacunes concernant l’application de l’approche par compétences et l’approche programme. Lacunes corroborées par l’analyse sommaire des plans-cadres et des plans de cours réalisée par l’enseignante-chercheure. Ces résultats mis en relation avec le cadre théorique ont permis de formuler différentes recommandations pour favoriser l’atteinte du profil de sortie par les étudiantes et les étudiants en soins infirmiers. Étant donné que le produit de cette recherche sert de fondement à la révision du programme Soins infirmiers ayant débuté au Cégep Limoilou, son utilité n’est pas à démontrer. L’amélioration du programme d’études et la préparation adéquate des étudiantes et étudiants aux exigences de la profession sont des retombées envisagées. Enfin, une certaine transférabilité à d’autres institutions offrant le programme Soins infirmiers est envisageable. Le profil de sortie réalisé de même que les recommandations y étant associées peuvent s’avérer inspirants.

Le développement d’un outil d’évaluation des apprentissages dans le cours L’entreprise dans le monde contemporain

L’approche par compétences s’est déployée dans le réseau collégial à partir de 1993, et les programmes d’enseignement par objectifs ont été graduellement remplacés par les programmes par compétences. Le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport voulait ainsi remédier à certaines des lacunes associées aux programmes d’enseignement par objectifs, dont les apprentissages morcelés et difficilement transférables, et la démotivation d’une partie de la clientèle étudiante. Aux programmes d’enseignement par objectifs étaient reliées les évaluations traditionnelles, qui souvent portent sur des apprentissages factuels et décontextualisés. L’arrivée des programmes par compétences a entraîné des changements importants au niveau des façons d’évaluer les apprentissages des étudiantes et des étudiants, de telle sorte que plusieurs auteurs ont parlé d’un changement de paradigme. Les examens traditionnels ont été remplacés par des évaluations où l’on présente à l’étudiante ou à l’étudiant une tâche complexe à réaliser, qui demande la mobilisation d’un ensemble de ressources de sa part. L’accent est mis sur la capacité de l’étudiante ou de l’étudiant à démontrer qu’il peut utiliser ses compétences dans des situations réelles. Dans certains cours collégiaux, toutefois, les modalités d’évaluation des apprentissages n’ont pas été revues suite à l’implantation de l’approche par compétences. De multiples facteurs peuvent expliquer cette situation, dont l’absence de formation initiale en évaluation des apprentissages des enseignantes et des enseignants de l’ordre collégial, tout comme l’absence de perfectionnement obligatoire en cours d’emploi. De plus, l’approche par compétences a été imposée au réseau de l’éducation au collégial sans en consulter suffisamment les acteurs ; certaines difficultés d’adaptation ou des réactions de résistance ont pu en découler. Le cours L’entreprise dans le monde contemporain se retrouve en première session du programme Sciences humaines, profil Administration au Collège Édouard-Montpetit. Chaque année, près de 450 étudiantes et étudiants suivent ce cours qui vise à initier l’étudiante et l’étudiant aux méthodes propres à l’administration, et à la découverte du développement de l’entreprise comme mode d’organisation du phénomène humain. En 2001, l’approche par compétences a été implantée dans le programme de Sciences humaines; pourtant, les outils d’évaluation de ce cours n’ont pas été renouvelés ni adaptés aux principes de l’approche par compétences. L’objectif général de cette recherche a donc été de revoir les modalités d’évaluation des apprentissages du cours L’entreprise dans le monde contemporain afin qu’elles s’inscrivent dans l’approche par compétences. Suite à une recension des écrits portant sur l’évaluation des apprentissages dans une approche par compétences au collégial, nous avons déterminé qu’un outil d’évaluation des apprentissages devrait être en situation authentique, favoriser la motivation, s’appuyer sur l’approche socioconstructiviste, favoriser une approche critériée, être basé sur l’utilisation des habiletés supérieures de la pensée et respecter la politique institutionnelle des apprentissages de son collège. Les grilles d’évaluation, employées pour noter la performance de l’étudiante et de l’étudiant, devraient utiliser les échelles descriptives, décrivant les différents niveaux de performance possibles de manière qualitative. Après avoir établi la synthèse des caractéristiques attendues d’un outil d’évaluation qui s’inscrit dans l’approche par compétences, nous avons formulé deux objectifs spécifiques ; d’abord, le développement d’un outil d’évaluation des apprentissages, et sa grille d’évaluation, qui s’inscrit dans l’approche par compétences ; ensuite, la validation de l’outil d’évaluation des apprentissages, et de sa grille d’évaluation, en recueillant les commentaires d’experts en évaluation des apprentissages au collégial. La recherche développement est l’approche méthodologique qui a été retenue pour mener à bien ce projet de recherche. L’outil d’évaluation a été développé en suivant rigoureusement les étapes proposées par Louis (1999) pour la conception de tâches d’évaluation authentiques et complexes. L’outil d’évaluation ainsi développé a ensuite été soumis à trois experts en évaluation des apprentissages au collégial, qui ont été sondés d’abord par questionnaire, puis rencontrés pour des entrevues semi-dirigées qui ont permis de recueillir de manière nuancée leurs commentaires sur l’outil d’évaluation produit. Les données recueillies auprès des experts en évaluation des apprentissages au collégial ont permis de vérifier l’adéquation de l’outil d’évaluation développé au cadre de référence théorique. De manière générale, les experts en évaluation des apprentissages ont relevé de nombreux points forts de l’outil d’évaluation, dont son potentiel de motivation vis-à-vis la clientèle étudiante de première session du programme de Sciences humaines. La même suggestion d’amélioration a été faite par tous les experts : inclure des notes explicatives aux termes utilisés dans les grilles d’évaluation. Cet ajout a été fait, et l’outil d’évaluation des apprentissages révisé est maintenant disponible pour être utilisé par les enseignantes et les enseignants qui le désirent. Une piste de recherche future pourrait être de faire une mise à l’essai en classe de l’outil d’évaluation des apprentissages développé et de recueillir les commentaires, positifs ou négatifs, des étudiantes et des étudiants qui l’ont utilisé, afin d’y apporter d’autres améliorations.

Des critères d’évaluation génériques et une grille d’évaluation à échelles descriptives globales pour évaluer des apprentissages en créativité au collégial

Le sujet de cette recherche porte sur l'évaluation des apprentissages en créativité au collégial. Il est possible d'évaluer des apprentissages en créativité en s'appuyant sur les fondements de l'évaluation dans une approche par compétences notamment ce qui relève des procédés reliés au jugement professionnel. Par conséquent, l'objectif général de cette recherche-développement vise à cerner les critères d'évaluation associés à la créativité et à développer une grille d'évaluation à échelles descriptives pour aider les enseignantes et les enseignants des programmes d'études cibles éprouvant des difficultés à évaluer les apprentissages en créativité. Pour ce faire, nous avons réalisé une recherche-développement s'inscrivant dans un paradigme compréhensif/interprétatif ainsi qu'une méthodologie de recherche qualitative/interprétative. Cette recherche a ciblé trois programmes d'études offerts au cégep Marie-Victorin pour leur diversité de point de vue. Il s'agit des programmes d'arts plastiques, de techniques d'éducation spécialisée et de design de mode. Trois individus du corps professoral, un par programme d'études cible, ont été sélectionnés pour participer à cette recherche. Deux entrevues individuelles semi-dirigées à des étapes distinctes ainsi qu'une observation de matériel pédagogique représentent les techniques utilisées lors de la collecte et de l'analyse des données. Nous avons déduit quatre faits saillants des résultats de notre recherche-développement qui selon nous, peuvent alimenter les enseignantes et les enseignants des programmes d'études cibles éprouvant des difficultés à évaluer les apprentissages en créativité rejoignant ainsi notre objectif général de recherche. D'abord, malgré la diversité des domaines choisis, il y existe plusieurs similitudes. Les résultats ont confirmé notre hypothèse de départ qu'il était possible de repérer parmi des domaines différents des caractéristiques et des qualités communes en ce qui concerne l'interprétation du concept de créativité. Ces similitudes ont orienté la production des outils développés vers une forme générique. En deuxième lieu, la comparaison des données provenant des trois programmes cibles a mené à la formulation de onze critères pouvant s'appliquer de façon générique à ceux-ci. La validation interne des outils développés a fait émerger les deux autres faits saillants. En ce qui concerne le choix des critères d'évaluation génériques et la pertinence d'avoir construit trois échelles descriptives globales selon le produit créatif, le processus créatif et la personne créative/propos, notre décision d'avoir cerné et séparé les critères d'évaluation selon ces 3P associés à l'évaluation a été confirmée. Les propos des trois individus interviewés ont révélé que cette distinction peut contribuer à démystifier l'évaluation des apprentissages en créativité en favorisant une meilleure interprétation du produit créatif, du processus créatif et de la personne créative/propos ainsi que les caractéristiques et les qualités qui servent à les évaluer. Finalement, certains résultats lors de l'étape de la validation interne ont révélé que les outils développés ne sont pas figés dans leur forme ni dans leur contenu et peuvent évoluer et s'adapter aux besoins du domaine visé. En ce sens, nous considérons que l'aspect pragmatique de recherche a été rencontré, le désir de développer des outils d'évaluation pouvant aider les enseignantes et les enseignants dans un contexte pratique où il s'agit d'évaluer les apprentissages en créativité. Les résultats obtenus ont fait émerger quelques pistes de recherches futures notamment a) une expérimentation en classe des outils développés lors d'une recherche évaluative ou d'une recherche-action et b) une recherche-développement pour produire une version adaptée des outils propre à une situation donnée dans un domaine.

Cartographie des cassures bicaténaires du remodelage chromatinien du spermatide et développement des outils techniques associés.

Résumé : La phase haploïde de la spermatogenèse (spermiogenèse) est caractérisée par une modification importante de la structure de la chromatine et un changement de la topologie de l’ADN du spermatide. Les mécanismes par lesquels ce changement se produit ainsi que les protéines impliquées ne sont pas encore complètement élucidés. Mes travaux ont permis d’établir la présence de cassures bicaténaires transitoires pendant ce remodelage par l’essai des comètes et l’électrophorèse en champ pulsé. En procédant à des immunofluorescences sur coupes de tissus et en utilisant un extrait nucléaire hautement actif, la présence de topoisomérases ainsi que de marqueurs de systèmes de réparation a été confirmée. Les protéines de réparation identifiées font partie de systèmes sujets à l’erreur, donc cette refonte structurale de la chromatine pourrait être génétiquement instable et expliquer le biais paternel observé pour les mutations de novo dans de récentes études impliquant des criblages à haut débit. Une technique permettant l’immunocapture spécifique des cassures bicaténaires a été développée et appliquée sur des spermatides murins représentant différentes étapes de différenciation. Les résultats de séquençage à haut débit ont montré que les cassures bicaténaires (hotspots) de la spermiogenèse se produisent en majorité dans l’ADN intergénique, notamment dans les séquences LINE1, l’ADN satellite et les répétions simples. Les hotspots contiennent aussi des motifs de liaisons des protéines des familles FOX et PRDM, dont les fonctions sont entre autres de lier et remodeler localement la chromatine condensée. Aussi, le motif de liaison de la protéine BRCA1 se trouve enrichi dans les hotspots de cassures bicaténaires. Celle-ci agit entre autres dans la réparation de l’ADN par jonction terminale non-homologue (NHEJ) et dans la réparation des adduits ADN-topoisomérase. De façon remarquable, le motif de reconnaissance de la protéine SPO11, impliquée dans la formation des cassures méiotiques, a été enrichi dans les hotspots, ce qui suggère que la machinerie méiotique serait aussi utilisée pendant la spermiogenèse pour la formation des cassures. Enfin, bien que les hotspots se localisent plutôt dans les séquences intergéniques, les gènes ciblés sont impliqués dans le développement du cerveau et des neurones. Ces résultats sont en accord avec l’origine majoritairement paternelle observée des mutations de novo associées aux troubles du spectre de l’autisme et de la schizophrénie et leur augmentation avec l’âge du père. Puisque les processus du remodelage de la chromatine des spermatides sont conservés dans l’évolution, ces résultats suggèrent que le remodelage de la chromatine de la spermiogenèse représente un mécanisme additionnel contribuant à la formation de mutations de novo, expliquant le biais paternel observé pour certains types de mutations.

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.

Avenues de synthèse d’un matériau magnétique multifonctionnel à des fins de catalyse hétérogène

La catalyse est à la base de la fabrication de médicaments, de produits textiles, d‘engrais, des pots d’échappement, et une multitude d’autres applications de notre quotidien. En effet, dans les pays industrialisés jusqu’à 80% des produits manufacturés utilisés au quotidien ont nécessité au moins une étape de catalyse lors de leur fabrication. Outre être actif, il est primordial pour un catalyseur performant d’être résistant à la désactivation qui se traduit par la perte d’activité ou de sélectivité d’un catalyseur au cours du temps. La synthèse d’un matériau multifonctionnel permet de répondre à ces différents critères. L’objectif d’un design intelligent de matériaux est de mener à des effets synergiques de chacune des composantes. Pour un catalyseur, en plus d’être actif et sélectif pour le produit désiré, il faut en plus qu’il soit durable, stable dans le temps, et permette d’être réutilisable. L’objectif de ce projet est de faire une synthèse originale, simple et reproductible d’un catalyseur actif et résistant à la désactivation. De base, un catalyseur se compose d’un support et d’un matériau actif. La nature, la morphologie et l’agencement de ces derniers dictent le comportement chimique du catalyseur final. Comme matériau actif, les nanoparticules d’or sont très prisées en raison de leur potentiel de catalyse élevée pour de nombreuses réactions. Cependant, aux températures de fonctionnement de la catalyse, les nanoparticules d’or ont tendance à se désactiver par coalescence. Pour remédier à cela, il est possible de déposer une couche de silice mésoporeuse afin de protéger les NPs d’or des rudes conditions de réaction tout en étant perméables aux espèces réactives. Plusieurs types de matériaux peuvent servir de support aux nanoparticules d’or. À ce titre, les particules d’oxydes de fer magnétiques telles que la magnétite (Fe[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4]) sont intéressantes pour leur potentiel hyperthermique, phénomène par lequel des nanoparticules (NPs) magnétiques transforment de l’énergie électromagnétique provenant d’un champ externe haute fréquence en chaleur, créant ainsi des nano-fours. Une première couche de silice est utilisée comme matrice de greffage afin de fixer les nanoparticules d’or sur la magnétite. La structure visée est illustrée à la Figure ci-dessous. Figure 1 Structure du catalyseur de Fe2O4@SiO2-Au-SiO2m (Ge, Zhang, Zhang, & Yin, 2008) Plusieurs avenues d’assemblage et de synthèse sont explorées pour chacune des composantes de la structure visée. Les avantages et inconvénients ainsi que des mécanismes sont proposés pour chaque voie de synthèse. Le matériau est utilisé comme catalyseur pour la réaction de réduction du 4-Nitrophénol par du NaBH4. Pour ce qui est de la synthèse de magnétite par voie solvothermique, il a été démontré qu’il était important d’être dans un milieu sous pression puisque l’étape limitante de la réaction est la solubilité des particules de magnétites dans le milieu. Cela est en accord avec le principe de mûrissement d’Ostwald selon lequel les petites particules ont tendance à se dissoudre dans le milieu et précipiter à la surface des plus grosses particules de façon à diminuer l’énergie interfaciale. Cette synthèse a été reproduite avec succès et a mené à la production de nanoparticules de Fe[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4] sphériques creuses d’une taille de 150 [plus ou moins] 30nm. Ces sphères creuses ont été recouvertes d’une couche de silice dense par une méthode de Stöber modifiée. Le recouvrement forme des amas de particules et est non uniforme en raison de la présence de poly(éthlyène glycol) à la sur face de la magnétite, un adjuvant présent lors de sa synthèse afin d’améliorer la dispersion de la magnétite. La synthèse et le greffage d’AuNPs sont bien maîtrisés : les AuNPs ont une taille de 17 [plus ou moins] 6nm et la quantité d’or greffé est assez élevée. Ultimement, une méthode de greffage alternative tel que le greffage par croissance in situ de nanoparticules d’or pourrait être emprunté afin d’obtenir des particules plus petites. Pour ce qui est de la formation d’une couche de silice mésoporeuse, la méthode par calcination est une meilleure option que par gravure chimique en raison de sa sélectivité envers la couche externe de silice plus élevée ainsi que la formation apparente de pores.

Développement des bétons autoplaçants à faible teneur en poudre, Éco-BAP: formulation et performance

Abstract : Although concrete is a relatively green material, the astronomical volume of concrete produced worldwide annually places the concrete construction sector among the noticeable contributors to the global warming. The most polluting constituent of concrete is cement due to its production process which releases, on average, 0.83 kg CO[subscript 2] per kg of cement. Self-consolidating concrete (SCC), a type of concrete that can fill in the formwork without external vibration, is a technology that can offer a solution to the sustainability issues of concrete industry. However, all of the workability requirements of SCC originate from a higher powder content (compared to conventional concrete) which can increase both the cost of construction and the environmental impact of SCC for some applications. Ecological SCC, Eco-SCC, is a recent development combing the advantages of SCC and a significantly lower powder content. The maximum powder content of this concrete, intended for building and commercial construction, is limited to 315 kg/m[superscript 3]. Nevertheless, designing Eco-SCC can be challenging since a delicate balance between different ingredients of this concrete is required to secure a satisfactory mixture. In this Ph.D. program, the principal objective is to develop a systematic design method to produce Eco-SCC. Since the particle lattice effect (PLE) is a key parameter to design stable Eco-SCC mixtures and is not well understood, in the first phase of this research, this phenomenon is studied. The focus in this phase is on the effect of particle-size distribution (PSD) on the PLE and stability of model mixtures as well as SCC. In the second phase, the design protocol is developed, and the properties of obtained Eco-SCC mixtures in both fresh and hardened states are evaluated. Since the assessment of robustness is crucial for successful production of concrete on large-scale, in the final phase of this work, the robustness of one the best-performing mixtures of Phase II is examined. It was found that increasing the volume fraction of a stable size-class results in an increase in the stability of that class, which in turn contributes to a higher PLE of the granular skeleton and better stability of the system. It was shown that a continuous PSD in which the volume fraction of each size class is larger than the consecutive coarser class can increase the PLE. Using such PSD was shown to allow for a substantial increase in the fluidity of SCC mixture without compromising the segregation resistance. An index to predict the segregation potential of a suspension of particles in a yield stress fluid was proposed. In the second phase of the dissertation, a five-step design method for Eco-SCC was established. The design protocol started with the determination of powder and water contents followed by the optimization of sand and coarse aggregate volume fractions according to an ideal PSD model (Funk and Dinger). The powder composition was optimized in the third step to minimize the water demand while securing adequate performance in the hardened state. The superplasticizer (SP) content of the mixtures was determined in next step. The last step dealt with the assessment of the global warming potential of the formulated Eco-SCC mixtures. The optimized Eco-SCC mixtures met all the requirements of self-consolidation in the fresh state. The 28-day compressive strength of such mixtures complied with the target range of 25 to 35 MPa. In addition, the mixtures showed sufficient performance in terms of drying shrinkage, electrical resistivity, and frost durability for the intended applications. The eco-performance of the developed mixtures was satisfactory as well. It was demonstrated in the last phase that the robustness of Eco-SCC is generally good with regards to water content variations and coarse aggregate characteristics alterations. Special attention must be paid to the dosage of SP during batching.

Correction des données satellitaires de fluorescence de la chlorophylle-a induite par le soleil pour les effets de bidirectionnalité

Les mesures satellitaires de réflectance de télédétection (Rrs) associée à la fluorescence de la chlorophylle-a induite par le soleil (FCIS), notées Rrs,f , sont largement utilisées dans le domaine de l’océanographie converties sous la forme de rendement quantique de la fluorescence (QYF). Le QYF permet de déterminer l’impact de l’environnement sur la croissance du phytoplancton. Tout comme les autres mesures qui reposent sur la luminance montante, le QYF, et donc la Rrs,f , sont influencés par les effets de bidirectionnalité. Ainsi, sachant que la variabilité naturelle du QYF est faible, les biais engendrés par une normalisation inadéquate de la Rrs,f peuvent avoir des impacts importants sur l’interprétation des mesures de QYF à l’échelle planétaire. La méthode actuelle utilisée pour corriger la dépendance angulaire du signal observé dans la bande de fluorescence par le spectroradiomètre imageur à résolution moyenne (MODIS), embarqué à bord du satellite Aqua, repose sur l’application d’une table de correspondance (LUT) développée par Morel et al. (2002). Toutefois, l’approche de Morel et al. (2002) ne tient pas compte du caractère isotrope de la FCIS ce qui induit des biais systématiques sur les mesures de Rrs,f selon la latitude, par exemple. Dans ce mémoire, une nouvelle méthode de calcul de la LUT ayant pour but de réduire ces biais est introduite. Tout d’abord, celle-ci intègre une mise à jour des propriétés optiques inhérentes (IOPs) dans le modèle de transfert radiatif sur la base de publications plus récentes. Ensuite, la gamme spectrale de son application est élargie à la bande de fluorescence contrairement à la méthode actuelle qui se limite à la longueur d’onde de 660 nm. Finalement, la LUT révisée tient compte des trois composantes principales de la réflectance de télédétection que sont (1) la rétrodiffusion élastique de la lumière par les molécules d’eau et par les particules en suspension, (2) la diffusion Raman (inélastique) par les molécules d’eau et (3) la FCIS. Les résultats de Rrs,f normalisées avec la nouvelle méthode présentent une différence de dispersion moyenne par rapport à celle obtenue par l’application de la méthode de Morel et al. (2002) de l’ordre de -15 %. Des différences significatives, de l’ordre de -22 %, sont observées à de grands angles d’observation et d’éclairement (> 55 %).