Cinétique de photolyse d’oxydes d’azote sous rayonnement UV

Le smog photochimique est un phénomène qui prend de l'ampleur dans les grandes villes industrialisées. Il est la cause de plusieurs maladies respiratoires. Son apparition provient majoritairement des polluants émis par les véhicules automobiles, soit les hydrocarbures et les oxydes d'azote. Le rayonnement du soleil interagit avec ces espèces chimiques et le dioxygène présent dans l'atmosphère pour mener à une production d'ozone troposphérique importante. L'ozone en basse altitude endommage les écosystèmes et est nocif pour la santé humaine. Le sujet de recherche est d'abord axé sur la réaction limitante du processus qui crée le smog photochimique : la photolyse du dioxyde d'azote. Quoique cette réaction est assez bien connue dans la littérature en phase gazeuse, les données expérimentales en phase condensée sont manquantes. Les travaux ont été effectués dans le but de combler le manque d'information à ce sujet. En premier lieu, les conditions optimales pour l'isolation du NO[indice inférieur 2] par matrice de gaz rare ont été déterminées. Par la suite, l'irradiation des échantillons du mélange NO[indice inférieur 2] et gaz rare a été effectuée. Par spectroscopie infrarouge à angle rasant, il a été possible de suivre l'évolution de la destruction des molécules de NO[indice inférieur 2] en fonction du temps. Différentes hypothèses sont émises afin d'interpréter les données de cinétique obtenues. Ces hypothèses sont alors testées à partir d'expériences sous-jacentes ou expliquées selon des principes théoriques. Finalement, un modèle exprimant le profil du champ électrique à l'intérieur de films minces a été construit. Ce modèle s'inspire des effets d'interférences observés par spectroscopie d'absorption-réflexion. En guise de conclusion, une proposition d'expérience pour supporter le modèle du champ électrique est décrite. La portée du modèle s'étend à tous les processus impliquant un rayonnement lumineux sur une surface réfléchissante. Bien qu'il serve principalement à expliquer le taux de photolyse observé dans le cadre du projet de maîtrise, le modèle est applicable à plusieurs spectroscopies en réflexion.

De l'accueil de la jeune fille à la maison de l'AGAPÈ de Sherbrooke (1942-1992) : Jeunes filles sous influences religieuses

Très puissante au Québec, l'action de l'Église catholique du milieu du Me siècle ne se borne pas seulement à la religion. Elle s'étend dans les domaines de l'éducation, de la santé et des services sociaux. Les nombreuses maisons d'enseignement, les hôpitaux de même que les diverses oeuvres charitables sont majoritairement dirigées par des membres du clergé. Au fil des années, devant les transformations de la société québécoise, ces institutions ont été intimement touchées par les répercussions des interventions d’un État toujours plus soucieux d'améliorer la qualité de ses services. L'évolution du catholicisme québécois constitue la trame de fond sur laquelle l'Accueil de la jeune fille de Sherbrooke a développé sa propre histoire. De 1942 à 1992, l'Église se tourne vers différentes ressources pour préserver son influence, son rayonnement et sa puissance dans ce foyer. Au début des années quarante, le cinéma, les mauvaises fréquentations, la danse, les «grills» sont, selon les bien-pensants, des menaces qu'il faut éviter à tout prix. Devant l'urbanisation et l'industrialisation croissantes, l'Église doit réagir. C'est par l'Action catholique spécialisée qu'elle tentera d'influencer différents milieux. À l'Accueil de la jeune fille de Sherbrooke, les responsables jocistes, conseillées par l'aumônier, tentent d'atténuer ces divers problèmes sociaux intensifiés par le développement de la société urbaine et industrielle. En 1956, la direction de l'Accueil est confiée à la Milice du Rosaire, un institut séculier de Chicoutimi. Au contact des Miliciennes, les jeunes pensionnaires approfondissent leurs connaissances sur cette nouvelle forme de vie dans l'Église. En 1969, la communauté des Filles de la Charité du Sacré-Coeur de Jésus prend la relève. La prise en charge de l'Accueil témoigne de la volonté de ces religieuses de s'assurer une place dans le domaine de l'éducation transformé et de favoriser les contacts avec les jeunes filles. À partir de 1979, la mission de la maison se transforme: l'oeuvre doit désormais répondre à l'évolution des problèmes sociaux et de leur traitement. Les nouveaux besoins de la population incitent désormais les Filles de la Charité à mettre l'accent sur la croissance personnelle de l'individu. De 1942 à 1992, la maison du 217 Belvédère Nord à Sherbrooke offre de nombreux services aux jeunes filles: hébergement, service de placement, assistance, protection et réconfort. Par sa succession de propriétaires de même que par les services dispensés, l'Accueil illustre concrètement la capacité de l'Église d'influencer divers milieux et de conserver son emprise.

La transformation de l'espace rural, l'industrialisation et les relations ville-campagne entre Coaticook et les cantons de Barnston et de Barford, 1853-1921

Cette étude des relations ville-campagne prolonge la réflexion amorcée à la suite d'un cours d'histoire régionale que donna Peter Southam. Ayant choisi d'analyser le développement économique de Coaticook dans une perspective strictement urbaine, je fis la découverte d'une carte qui se présenta comme une véritable révélation puisqu'elle traduisait toute la problématique sous-jacente à un espace polarisé. En effet, on pouvait découvrir, face à l'unité distincte de Coaticook, deux structures identiques, les municipalités de cantons de Barnston et de Barford, représentant, grâce à la présence des réseaux hydrographiques, routiers et ferroviaires, un terrain d'application idéale pour l'analyse des relations ville-campagne. De là est né notre intérêt d'analyser, dans un contexte ville-campagne, les fonctions de relations des deux entités spatiales en présence, l'une urbaine, l'autre rurale, évoluant en interaction toutes deux dans le cadre des Cantons de l'Est, région qui est elle-même étroitement intégrée à l'économie continentale nord-américaine. Au-delà de cette insertion à un espace économique plus vaste, notre étude se doit d'abord de rendre compte de la spécificité des deux entités spatiales. Le choix spatial de notre thèse est arbitraire et ne repose pas, par exemple, sur la zone d'influence de Coaticook bien que, et c'est là une des hypothèses que nous démontrerons plus tard, il est certain que le rayonnement de Coaticook dans un espace polarisé ne s'est pas limité aux cantons de Barnston et de Barford. Par ailleurs, si nous privilégions comme cadre spatial d'analyse l'échelle du territoire urbain et celle du canton selon leurs limites administratives respectives, nous envisagerons également l'échelle de la communauté villageoise comme l'un des axes principaux du rapport ville-campagne. Les divisions administratives ne s'étendant qu'à deux localités rurales (Dixville et Saint-Herménégilde), nous ne tenterons pas de délimiter l'aire villageoise des autres localités. Puisque nous nous intéressons davantage au phénomène villageois selon un critère fonctionnel, nous considérons alors le village "comme un lieu et une forme d'habitat dotés d'attributs et de fonctions distinctives". En fait, le choix spatial sera d'ordre documentaire puisqu'il est imposé par l'utilisation des recensements fédéraux (manuscrits et imprimés) et par l'utilisation des Mercantile Agency, sources principales sur lesquelles il sera plus facile de présenter une démonstration cohérente dans le temps comme dans l'espace. […]

“Acid-spike” effect in spurs/tracks of the low/high linear energy transfer radiolysis of water : potential implications for radiobiology and nuclear industry

Résumé : Les ions hydronium (H3O + ) sont formés, à temps courts, dans les grappes ou le long des trajectoires de la radiolyse de l'eau par des rayonnements ionisants à faible transfert d’énergie linéaire (TEL) ou à TEL élevé. Cette formation in situ de H3O + rend la région des grappes/trajectoires du rayonnement temporairement plus acide que le milieu environnant. Bien que des preuves expérimentales de l’acidité d’une grappe aient déjà été signalées, il n'y a que des informations fragmentaires quant à son ampleur et sa dépendance en temps. Dans ce travail, nous déterminons les concentrations en H3O + et les valeurs de pH correspondantes en fonction du temps à partir des rendements de H3O + calculés à l’aide de simulations Monte Carlo de la chimie intervenant dans les trajectoires. Quatre ions incidents de différents TEL ont été sélectionnés et deux modèles de grappe/trajectoire ont été utilisés : 1) un modèle de grappe isolée "sphérique" (faible TEL) et 2) un modèle de trajectoire "cylindrique" (TEL élevé). Dans tous les cas étudiés, un effet de pH acide brusque transitoire, que nous appelons un effet de "pic acide", est observé immédiatement après l’irradiation. Cet effet ne semble pas avoir été exploré dans l'eau ou un milieu cellulaire soumis à un rayonnement ionisant, en particulier à haut TEL. À cet égard, ce travail soulève des questions sur les implications possibles de cet effet en radiobiologie, dont certaines sont évoquées brièvement. Nos calculs ont ensuite été étendus à l’étude de l'influence de la température, de 25 à 350 °C, sur la formation in situ d’ions H3O + et l’effet de pic acide qui intervient à temps courts lors de la radiolyse de l’eau à faible TEL. Les résultats montrent une augmentation marquée de la réponse de pic acide à hautes températures. Comme de nombreux processus intervenant dans le cœur d’un réacteur nucléaire refroidi à l'eau dépendent de façon critique du pH, la question ici est de savoir si ces fortes variations d’acidité, même si elles sont hautement localisées et transitoires, contribuent à la corrosion et l’endommagement des matériaux.

Étude vibroacoustique d'une suspension arrière de motoneige

La problématique liée au bruit des motoneiges est un enjeu important dans l’industrie des véhicules récréatifs. Il est donc nécessaire de trouver de nouvelles solutions technologiques qui permettront de concevoir des motoneiges plus silencieuses. La suspension arrière est un élément contribuant aux transferts des vibrations du véhicule qui, par la suite, peuvent créer un rayonnement sonore. Pour identifier les chemins de transfert vibroacoustique une méthodologie type TPA (Transfer Path Analysis) et OTPA (Operational Transfer Path Analysis) est mise en place. Cela consiste à utiliser des procédés expérimentaux pour obtenir une modélisation matricielle vibroacoustique de la suspension. Les résultats obtenus seront ensuite validés expérimentalement et permettront de proposer des solutions technologiques qui pourront être intégrées sur les nouveaux prototypes de motoneige.

Développement et validation expérimentale d'une approche numérique pour la simulation de l'aérodynamique et de la thermique d'un véhicule à trois roues

La compréhension de l'aérothermique d'un véhicule durant sa phase de développement est une question essentielle afin d'assurer, d'une part, un bon refroidissement et une bonne efficacité de ses composants et d'autre part de réduire la force de traînée et évidement le rejet des gaz à effet de serre ou la consommation d'essence. Cette thèse porte sur la simulation numérique et la validation expérimentale de l'aérothermique d'un véhicule à trois roues dont deux, en avant et une roue motrice en arrière. La simulation numérique est basée sur la résolution des équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie en utilisant l'approche RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes). Le rayonnement thermique est modélisé grâce à la méthode S2S (Surface to Surface) qui suppose que le milieu séparant les deux surfaces rayonnantes, ici de l'air, ne participe pas au processus du rayonnement. Les radiateurs sont considérés comme des milieux poreux orthotropes où la perte de pression est calculée en fonction de leurs propriétés inertielle et visqueuse; leur dissipation thermique est modélisée par la méthode Dual flow. Une première validation de l'aérodynamique est faite grâce à des essais en soufflerie. Ensuite, une deuxième validation de la thermique est faite grâce à des essais routiers. Un deuxième objectif de la thèse est consacré à la simulation numérique de l'aérodynamique en régime transitoire du véhicule. La simulation est faite à l'aide de l'approche Detached eddy simulation (DES). Une validation expérimentale est faite à partir d'étude en soufflerie grâce à des mesures locales de vitesse à l'aide de sondes cobra.

Optimisation thermodynamique d’un procédé solaire utilisant un système de réfrigération à éjecto-compression pour la production du froid

L’objectif essentiel de cette thèse est de développer un système industriel de réfrigération ou de climatisation qui permet la conversion du potentiel de l’énergie solaire en production du froid. Ce système de réfrigération est basé sur la technologie de l’éjecto-compression qui propose la compression thermique comme alternative économique à la compression mécanique coûteuse. Le sous-système de réfrigération utilise un appareil statique fiable appelé éjecteur actionné seulement par la chaleur utile qui provient de l’énergie solaire. Il est combiné à une boucle solaire composée entre autres de capteurs solaires cylindro-paraboliques à concentration. Cette combinaison a pour objectif d’atteindre des efficacités énergétiques et exergétiques globales importantes. Le stockage thermique n’est pas considéré dans ce travail de thèse mais sera intégré au système dans des perspectives futures. En première étape, un nouveau modèle numérique et thermodynamique d’un éjecteur monophasique a été développé. Ce modèle de design applique les conditions d’entrée des fluides (pression, température et vitesse) et leur débit. Il suppose que le mélange se fait à pression constante et que l’écoulement est subsonique à l’entrée du diffuseur. Il utilise un fluide réel (R141b) et la pression de sortie est imposée. D’autre part, il intègre deux innovations importantes : il utilise l'efficacité polytropique constante (plutôt que des efficacités isentropiques constantes utilisées souvent dans la littérature) et n’impose pas une valeur fixe de l'efficacité du mélange, mais la détermine à partir des conditions d'écoulement calculées. L’efficacité polytropique constante est utilisée afin de quantifier les irréversibilités au cours des procédés d’accélérations et de décélération comme dans les turbomachines. La validation du modèle numérique de design a été effectuée à l’aide d’une étude expérimentale présente dans la littérature. La seconde étape a pour but de proposer un modèle numérique basé sur des données expérimentales de la littérature et compatible à TRNSYS et un autre modèle numérique EES destinés respectivement au capteur solaire cylindro-parabolique et au sous-système de réfrigération à éjecteur. En définitive et après avoir développé les modèles numériques et thermodynamiques, une autre étude a proposé un modèle pour le système de réfrigération solaire à éjecteur intégrant ceux de ses composantes. Plusieurs études paramétriques ont été entreprises afin d’évaluer les effets de certains paramètres (surchauffe du réfrigérant, débit calorifique du caloporteur et rayonnement solaire) sur sa performance. La méthodologie proposée est basée sur les lois de la thermodynamique classique et sur les relations de la thermodynamique aux dimensions finies. De nouvelles analyses exergétiques basées sur le concept de l’exergie de transit ont permis l'évaluation de deux indicateurs thermodynamiquement importants : l’exergie produite et l’exergie consommée dont le rapport exprime l’efficacité exergétique intrinsèque. Les résultats obtenus à partir des études appliquées à l’éjecteur et au système global montrent que le calcul traditionnel de l’efficacité exergétique selon Grassmann n’est désormais pas un critère pertinent pour l'évaluation de la performance thermodynamique des éjecteurs pour les systèmes de réfrigération.

Caractéristiques d’antennes térahertz photoconductrices de type micro-ruban coplanaire

Ce projet de recherche a permis d'étudier l'émission d'un rayonnement térahertz (THz) par des antennes photoconductrices (PC) émettrices de type micro-ruban coplanaire. Ces antennes sont fabriquées sur substrats d'arséniure de gallium semi-isolant (GaAs-SI) ou sur ce même substrat ayant subit un traitement d'implantation ionique aux protons suivi d'un recuit thermique (GaAs:H). L'influence de ce procédé de fabrication sur les propriétés du matériau photoconducteur et sur les caractéristiques de l'antenne émettrice a été étudiée. Des mesures de photoconductivité résolue en temps effectuées sur les deux types de substrat montrent que le procédé d'implantation/recuit a eu pour effet de diminuer le temps de vie des photoporteurs de 630 ps à environ 4 ps, tandis que la mobilité n'est réduite que d'un facteur maximum de 1,6. Cette valeur de la mobilité des photoporteurs a par ailleurs été estimée à environ 100 cm$^2$/(V.s) pour le substrat GaAs:H. Les mesures électriques effectuées sur les antennes fabriquées sur les deux types de substrat montrent que le procédé d'implantation/recuit permet d'augmenter la résistivité de la couche active du dispositif d'un facteur 10 (elle passerait de 10$^{8}$ $\Omega$.cm pour le GaAs-SI à 10$^9$ $\Omega$.cm pour le GaAs:H). Les courbes courant-tension, en obscurité et sous illumination, de ces antennes suggèrent également que la densité de pièges profonds est fortement augmentée suite au traitement d'implantation/recuit. L'étude des caractéristiques des diverses antennes a permis de montrer l'intérêt de ce procédé de fabrication. Pour les antennes fabriquées sur GaAs:H, la largeur de bande est améliorée (elle atteint environ 3 THz) et l'amplitude du champ THz émis est augmentée par un facteur 1,4 (dans les mêmes conditions expérimentales). Le rapport signal/bruit des traces THz mesurées sur les antennes les plus performantes est $>$ 200. Une plus grande résistivité et une densité de pièges profonds plus élevée, permet d'appliquer de plus fortes tensions de polarisation sur ces antennes GaAs:H. Finalement, nos résultats ont montré que les améliorations des caractéristiques d'émission de ces antennes THz sont corrélées à la présence d'un champ électrique local plus élevé du coté de l'anode du dispositif.