La modification chimique en surface de la cellulose microcristalline et son application dans les composites de polyéthylène

Dans le contexte de la production d’éthanol cellulosique, la cellulose doit être hydrolysée par voie chimique ou enzymatique. Dans ce procédé d’hydrolyse, la partie cristalline de la cellulose est plus difficilement fragmentable, ce qui entraîne des coûts supplémentaires dues au temps de traitement plus élevé ou à la quantité supplémentaire de produits chimiques nécessaires. Dans l’optique de réduire les coûts de l’hydrolyse tout en recherchant une voie pour valoriser la cellulose cristalline, l’idée de fabriquer des composites polymères/cellulose est attrayante. L’objectif du présent travail a donc été de valider si la cellulose microcristalline tirée d’un processus d’hydrolyse acide pourrait mener à de nouveaux matériaux composites à valeur ajoutée. Un obstacle anticipé dans le projet a été la faible adhésion de la cellulose, hydrophile et polaire, aux polymères généralement beaucoup moins polaires. Le développement de composites performants et l’atteinte de teneurs élevés en cellulose microcristalline a donc inclus, sur le plan chimique, l’objectif de comparer divers traitements de surface de la cellulose qui permettrait de pallier aux défis anticipés. La méthodologie utilisée dans ce projet a consisté à développer et optimiser un protocole de modification chimique sur de la cellulose microcristalline commerciale à l’échelle laboratoire. Les celluloses modifiées ont été soumises à une caractérisation par analyse de l’angle de contact pour caractériser l’hydrophobicité des fibres, par spectrométrie photoélectronique X pour l’analyse de la composition chimique des fibres, par granulométrie laser pour mesurer la longueur des différentes fibres et microscopie optique pour l’observation de la longueur des fibres. Toutes les techniques ont été utilisées afin de comparer les propriétés des celluloses modifiées à celles de la cellulose de référence. La cellulose de référence et les celluloses modifiées chimiquement ont ensuite été mélangées à des concentrations de 0 à 50% avec du polyéthylène de basse densité à l’état fondu en utilisant un mélangeur interne de type Brabender®. Les composites ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage pour analyser la morphologie de mélange sur les surfaces de rupture et l’homogénéité du mélange, par des analyses rhéologiques afin d’obtenir la viscosité en fonction du cisaillement et par des essais de traction afin de déterminer leur Module de Young, leur résistance à la traction et leur élongation à la rupture. Ces caractéristiques permettent de prévoir la performance des composites dans des applications structurales.

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.

Prévoir la Réussite des Étudiants en Techniques d’inhalothérapie et d’anesthésie

Abstract: Respiratory therapists must be able to care for their patients safely, efficiently and competently. They manage critically ill patients on life support systems. As a member of the anesthesia team they are responsible for the vulnerable patient undergoing surgery. Within all areas of the hospital they are called upon to make decisions and judgements concerning patient treatment. The environment that is found in the modern clinical setting is often stressful and demanding. The respiratory and anesthesia technology program has the responsibility of preparing competent practioners who graduate not only with a broad knowledge base but with the affective competencies that are required to meet these challenges. Faculty and clinical instructors in the program of Respiratory and Anesthesia Technology have been troubled by rising attrition rates and weak performance of students. It is apparent that this is not a problem unique to Vanier College. The rationale for this study was multi-fold; to establish a definition of student success, to determine whether pre-admission academic abilities can predict success in the program and whether scores on a professional behavioural aptitudes tool can predict success in the clinical year of the program. Predictors were sought that could be used either in the pre-program admission policies or during the course of study in order to ensure success throughout the program and beyond. A qualitative analysis involving clinical instructors and faculty (n=5) was carried out to explore what success signified for a student in the respiratory and anesthesia program. While this process revealed that a student who obtained a grade above 77.5% was considered “successful”, the concept surrounding success was a much more complex issue. Affective as well as cognitive and psychomotor abilities complete the model of the successful student. Appropriate behaviour and certain character traits in a respiratory therapy student are considered to be significant elements leading to success. Assessment of students in their clinical year of the respiratory & anesthesia technology program currently include little measurement of abilities in the affective domain, and the resulting grade becomes primarily a measure of academic and procedural skills. A quantitative study of preadmission records and final program grades was obtained from a single cohort of respiratory and anesthesia technology students who began the program in 2005 and graduated in 2008 (n=16). Data was collected and a descriptive analysis (analysis of variance, Pearson correlation) was used to determine the relationship between preadmission grades and success. The lack of association between the high school grades and grades in the program ran contrary to some of the findings in the literature and it can be cautiously inferred that preadmission grades do not predict success in the program. To ascertain the predictive significance of evaluating professional behavioural skills and success in clinical internship, a behaviour assessment tool was used by clinical instructors and faculty to score each student during a rotation in their third year of the program which was clinical internship. The results of this analysis showed that a moderately strong association could be made between a high score on the behavior assessment tool and final clinical grades. Therefore this tool may be effective in predicting success in the clinical year of the program. Refining the admissions process to meet the challenge and responsibility of turning out graduates who are capable of meeting the needs of the profession is difficult but essential. The capacity to predict which students possess the affective competencies necessary to cope and succeed in their clinical year is conceivably more important than their academic abilities. Although these preliminary findings contribute, to some degree, to the literature that exists concerning methods of predicting success in a respiratory and anesthesia technology program, much data is still unknown. Further quantitative and qualitative research is required using a broader population base to substantiate the findings of this small study.||Résumé: Les inhalothérapeutes doivent être capables de prodiguer des soins à leurs patients d’une manière sécuritaire, efficace et compétente. Ils/elles peuvent être appelé(e)s à gérer les soins aux personnes gravement malades branchées à un respirateur artificiel. En tant que membres de l’équipe d’anesthésie, ils/elles sont responsables des patients qui subissent une chirurgie. Ils/elles sont sollicité(e)s par tous les secteurs de l’hôpital pour décider ou juger des traitements à apporter aux malades. L’environnement dans lequel ils/elles travaillent est souvent stressant et exigeant. Le programme de Techniques d’inhalothérapie et d’anesthésie vise à former des inhalothérapeutes compétent(e)s qui possèdent non seulement les connaissances propres à la discipline mais également les aptitudes affectives nécessaires pour faire face à ces défis. Les enseignant(e)s et instructeur(e)s cliniques en Techniques d’inhalothérapie et d’anesthésie sont préoccupé(e)s par le taux d’abandon croissant et la faible performance des étudiant(e)s dans le programme. Il semble que ce problème ne soit pas unique au Collège Vanier. Le but de cette recherche est multiple : définir ce qu’est «réussir» pour les étudiant(e)s de ce programme; déterminer si les aptitudes scolaires acquises avant l’admission au programme peuvent aider à prévoir le succès des étudiant(e)s dans le programme; et si les résultats obtenus à un test mesurant les aptitudes comportementales professionnelles permettent de prévoir le succès des étudiant(e)s dans le stage clinique du programme. On a essayé d’identifier des facteurs qui pourraient être utilisés dans les politiques d’admission au programme ou celles régissant le cheminement dans le programme qui permettraient d’assurer le succès au cours du programme et par la suite. Une analyse qualitative a été conduite auprès des instructeur(e)s cliniques et des enseignant(e)s (n=5) afin d’étudier la notion de « réussite » des étudiant(e)s dans le programme. Bien qu’un(e) étudiant(e) ayant obtenu une note supérieure à 77.5% soit considéré(e) comme ayant « réussi », la notion de « réussite » est beaucoup plus complexe. Des aptitudes affectives, autant que cognitives et psychomotrices complètent le modèle d’un(e) étudiant(e) ayant réussi. Un comportement approprié et certains traits de caractère sont considérés comme des facteurs importants pour la réussite d’un(e) étudiant(e) en techniques d’inhalothérapie et d’anesthésie. L’évaluation qui se fait actuellement des étudiant(e)s dans le stage clinique du programme ne porte que peu sur les aptitudes affectives, et le résultat obtenu témoigne essentiellement des aptitudes scolaires et procédurales. Une analyse quantitative des dossiers des étudiant(e)s avant leur admission au programme et leurs notes finales a été conduite auprès d’une cohorte d’étudiant(e)s ayant commencé le programme en 2005 et gradué en 2008 (n=16). Des données ont été recueillies et une analyse descriptive (analyse de la variance, corrélation de Pearson) ont été faites afin de déterminer l’existence d’un lien entre les notes obtenues au secondaire et celles obtenues dans le programme. L’absence de corrélation entre les deux catégories de notes va à l’encontre de certaines recherches publiées et on peut déduire avec réserve que les notes obtenues avant l’admission au programme ne permettent pas de prévoir la réussite dans le programme. Afin de vérifier la portée de l’évaluation du comportement professionnel et de la réussite en milieu clinique quant à la prévision de réussite dans le programme, une méthode d’évaluation du comportement a été appliquée par les instructeurs(e) cliniques et les enseignant(e)s pour évaluer chaque étudiant(e) au cours d’une rotation dans leur troisième année de stage clinique. Les résultats de cette analyse ont démontré qu’une corrélation moyennement forte pouvait être faite entre une bonne note à l’évaluation comportementale et les notes finales du stage clinique. Perfectionner le processus d’admission au programme afin d’assumer la responsabilité de former des diplômé(e)s capables de répondre aux besoins de la profession est difficile mais essentiel. Avoir les moyens de prévoir quels/quelles étudiant(e)s ont les compétences affectives nécessaires pour faire face à la réussite de leur année de stage clinique est peut être plus important que d’avoir les aptitudes scolaires. Bien que ces observations préliminaires contribuent, à un certain degré, à la littérature existante sur les méthodes de prévoir la réussite dans le programme d’inhalothérapie et d’anesthésie, plusieurs données restent inconnues. Une recherche quantitative et qualitative plus élaborée, conduite sur un échantillon plus large de la population, est nécessaire afin de corroborer les résultats de cette étude limitée.

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.

L’enseignement stratégique des participes passés dans le cours Français des affaires Techniques de bureautique

Le cours Français des affaires est donné aux étudiantes et étudiants de première session en Techniques de bureautique au cégep de Lévis-Lauzon. Depuis plusieurs années, les enseignantes et enseignants ont observé, et ce, de façon récurrente, que plusieurs notions de grammaire ne sont pas maitrisées de manière satisfaisante pour pouvoir ainsi atteindre la compétence du cours qui est « Produire et traiter, linguistiquement, des textes français (00UZ) » (Gouvernement du Québec, 1999, p. 73). Le constat de l’inefficacité de nombreux exercices et des explications répétées relatives aux notions d’accord des participes passés jumelé à l’observation d’une bonne connaissance des règles de grammaire par les étudiantes et étudiants est à l’origine de ce travail qui consistait à expérimenter une nouvelle méthode pédagogique, soit l’enseignement stratégique de ces notions. Alors que les étudiantes et étudiants semblent connaitre les règles de grammaire par coeur, la correction des exercices, formatifs ou sommatifs, où seuls les accords sont accessibles à l’enseignante ou l’enseignant, révèle des lacunes. Le cadre de référence a d’ailleurs été établi autour de l’enseignement des participes passés ainsi que des principaux concepts de l’enseignement stratégique qui sont, entre autres, les connaissances antérieures, la psychologie cognitive de même que l’autoévaluation. C’est donc selon ces différents aspects que les activités d’enseignement et d’apprentissage pour les notions concernant les participes passés employés sans auxiliaire, avec l’auxiliaire être et avec l’auxiliaire avoir ont été construites. Pour être en mesure de répondre à l’objectif général ainsi qu’aux objectifs spécifiques de la recherche, c’est la recherche-expérimentation qui a été choisie comme type d’essai. En effet, ce sont 21 étudiantes et étudiants du cours Français des affaires dans le programme Techniques de bureautique du cégep de Lévis-Lauzon qui ont accepté de participer, à l’automne 2015, à l’expérimentation de l’enseignement stratégique. Les résultats obtenus ont révélé, entre autres, que les performances des étudiantes et étudiants semblent meilleures lorsque seule la réponse est évaluée. Par contre, quand la démarche, ou le cheminement, est pris en compte, certains accords sont exacts sans avoir le raisonnement juste. C’est donc dire que, dans un autre contexte, l’étudiante ou l’étudiant aurait fait le mauvais accord sans vraiment en connaitre la cause. De plus, nous voulions connaitre les perceptions des étudiantes et étudiants concernant cette nouvelle façon de faire, soit l’enseignement stratégique. Dans l’ensemble, la nouvelle stratégie pédagogique leur a plu. Ainsi, elles et ils se disent maintenant conscients de toutes les étapes à franchir afin de trouver la bonne manière d’accorder les participes passés et aussi des erreurs qu’elles et qu’ils font en les accordant. En somme, l’enseignement stratégique gagne à être mis de l’avant. Entre la connaissance d’une règle et le bon accord d’un participe passé, il y a des lacunes importantes qui doivent être corrigées. Le recours aux connaissances antérieures, à la validation d’un pas à pas et aussi le fait d’amener les étudiantes et étudiants à évaluer leurs apprentissages sont des éléments importants pour arriver à diminuer les fautes et ainsi espérer un éventuel transfert des apprentissages. C’est de cette façon que l’enseignement stratégique propose une démarche analytique et réflexive permettant d’accorder les participes passés.