Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre

Résumé : Malgré le nombre croissant de capteurs dans les domaines de la chimie et la biologie, il reste encore à étudier en profondeur la complexité des interactions entre les différentes molécules présentes lors d’une détection à l’interface solide-liquide. Dans ce cadre, il est de tout intérêt de croiser différentes méthodes de détection afin d’obtenir des informations complémentaires. Le principal objectif de cette étude est de dimensionner, fabriquer et caractériser un détecteur optique intégré sur verre basé sur la résonance plasmonique de surface, destiné à terme à être combiné avec d’autres techniques de détection, dont un microcalorimètre. La résonance plasmonique de surface est une technique reconnue pour sa sensibilité adaptée à la détection de surface, qui a l’avantage d’être sans marquage et permet de fournir un suivi en temps réel de la cinétique d’une réaction. L’avantage principal de ce capteur est qu’il a été dimensionné pour une large gamme d’indice de réfraction de l’analyte, allant de 1,33 à 1,48. Ces valeurs correspondent à la plupart des entités biologiques associées à leurs couches d’accroche dont les matrices de polymères, présentés dans ce travail. Étant donné que beaucoup d’études biologiques nécessitent la comparaison de la mesure à une référence ou à une autre mesure, le second objectif du projet est d’étudier le potentiel du système SPR intégré sur verre pour la détection multi-analyte. Les trois premiers chapitres se concentrent sur l’objectif principal du projet. Le dimensionnement du dispositif est ainsi présenté, basé sur deux modélisations différentes, associées à plusieurs outils de calcul analytique et numérique. La première modélisation, basée sur l’approximation des interactions faibles, permet d’obtenir la plupart des informations nécessaires au dimensionnement du dispositif. La seconde modélisation, sans approximation, permet de valider le premier modèle approché et de compléter et affiner le dimensionnement. Le procédé de fabrication de la puce optique sur verre est ensuite décrit, ainsi que les instruments et protocoles de caractérisation. Un dispositif est obtenu présentant des sensibilités volumiques entre 1000 nm/RIU et 6000 nm/RIU suivant l’indice de réfraction de l’analyte. L’intégration 3D du guide grâce à son enterrage sélectif dans le verre confère au dispositif une grande compacité, le rendant adapté à la cointégration avec un microcalorimètre en particulier. Le dernier chapitre de la thèse présente l’étude de plusieurs techniques de multiplexage spectral adaptées à un système SPR intégré, exploitant en particulier la technologie sur verre. L’objectif est de fournir au moins deux détections simultanées. Dans ce cadre, plusieurs solutions sont proposées et les dispositifs associés sont dimensionnés, fabriqués et testés.

Physical and chemical kinetics of structural build-up of cement suspensions

Abstract : The structural build-up of fresh cement-based materials has a great impact on their structural performance after casting. Accordingly, the mixture design should be tailored to adapt the kinetics of build-up given the application on hand. The rate of structural build-up of cement-based suspensions at rest is a complex phenomenon affected by both physical and chemical structuration processes. The structuration kinetics are strongly dependent on the mixture’s composition, testing parameters, as well as the shear history. Accurate measurements of build-up rely on the efficiency of the applied pre-shear regime to achieve an initial well-dispersed state as well as the applied stress during the liquid-solid transition. Studying the physical and chemical mechanisms of build-up of cement suspensions at rest can enhance the fundamental understanding of this phenomenon. This can, therefore, allow a better control of the rheological and time-dependent properties of cement-based materials. The research focused on the use of dynamic rheology in investigating the kinetics of structural build-up of fresh cement pastes. The research program was conducted in three different phases. The first phase was devoted to evaluating the dispersing efficiency of various disruptive shear techniques. The investigated shearing profiles included rotational, oscillatory, and combination of both. The initial and final states of suspension’s structure, before and after disruption, were determined by applying a small-amplitude oscillatory shear (SAOS). The difference between the viscoelastic values before and after disruption was used to express the degree of dispersion. An efficient technique to disperse concentrated cement suspensions was developed. The second phase aimed to establish a rheometric approach to dissociate and monitor the individual physical and chemical mechanisms of build-up of cement paste. In this regard, the non-destructive dynamic rheometry was used to investigate the evolutions of both storage modulus and phase angle of inert calcium carbonate and cement suspensions. Two independent build-up indices were proposed. The structural build-up of various cement suspensions made with different cement contents, silica fume replacement percentages, and high-range water reducer dosages was evaluated using the proposed indices. These indices were then compared to the well-known thixotropic index (Athix.). Furthermore, the proposed indices were correlated to the decay in lateral pressure determined for various cement pastes cast in a pressure column. The proposed pre-shearing protocol and build-up indices (phases 1 and 2) were then used to investigate the effect of mixture’s parameters on the kinetics of structural build-up in phase 3. The investigated mixture’s parameters included cement content and fineness, alkali sulfate content, and temperature of cement suspension. Zeta potential, calorimetric, spectrometric measurements were performed to explore the corresponding microstructural changes in cement suspensions, such as inter-particle cohesion, rate of Brownian flocculation, and nucleation rate. A model linking the build-up indices and the microstructural characteristics was developed to predict the build-up behaviour of cement-based suspensions The obtained results showed that oscillatory shear may have a greater effect on dispersing concentrated cement suspension than the rotational shear. Furthermore, the increase in induced shear strain was found to enhance the breakdown of suspension’s structure until a critical point, after which thickening effects dominate. An effective dispersing method is then proposed. This consists of applying a rotational shear around the transitional value between the linear and non-linear variations of the apparent viscosity with shear rate, followed by an oscillatory shear at the crossover shear strain and high angular frequency of 100 rad/s. Investigating the evolutions of viscoelastic properties of inert calcite-based and cement suspensions and allowed establishing two independent build-up indices. The first one (the percolation time) can represent the rest time needed to form the elastic network. On the other hand, the second one (rigidification rate) can describe the increase in stress-bearing capacity of formed network due to cement hydration. In addition, results showed that combining the percolation time and the rigidification rate can provide deeper insight into the structuration process of cement suspensions. Furthermore, these indices were found to be well-correlated to the decay in the lateral pressure of cement suspensions. The variations of proposed build-up indices with mixture’s parameters showed that the percolation time is most likely controlled by the frequency of Brownian collisions, distance between dispersed particles, and intensity of cohesion between cement particles. On the other hand, a higher rigidification rate can be secured by increasing the number of contact points per unit volume of paste, nucleation rate of cement hydrates, and intensity of inter-particle cohesion.

Évaluation des besoins d'éducation à la carrière d'après les opinions des enseignants des écoles primaires

Le travail représente encore de nos jours une réalité importante dans la vie de la plupart des individus et l'un des buts du système scolaire est la préparation à la vie active. Dès les premières années de scolarisation, l'enfant réagit d'une certaine façon au travail d'écolier et se fait une idée de lui comme travailleur. Quand nous voyons de jeunes écoliers vivre des situations d'échec et perdre très tôt l'intérêt face au travail scolaire, nous nous demandons si l'école primaire joue un rôle suffisant afin de favoriser une perception positive de soi et du travail qui nous semble primordiale pour réussir comme travailleur. De même, quand nous constatons que plusieurs adolescents quittent l'école sans une solide formation de base pourtant reconnue de plus en plus nécessaire dans une société en changement rapide et que les choix d'activités comme les orientations de carrière continuent d'être largement influencés par les stéréotypes sexuels et autres, nous pouvons croire que l'école n'intervient pas assez tôt pour maximiser les chances de chaque individu de mener une carrière satisfaisante. L'inquiétude face à l'avenir des jeunes a été clairement exprimée lors des derniers États généraux sur la qualité de l'éducation au Québec. Les participants y ont réclamé une meilleure préparation à la vie de travail en mettant d'abord l'accent sur la formation de base que l'on trouve particulièrement déficiente au niveau primaire. On peut aussi croire avec Bertrand (1986) que la société d'information vers laquelle nous nous acheminons exigera une meilleure connaissance de la langue maternelle écrite nécessaire pour la maîtrise des instruments de communication. [...]

La coopérative d'épargne et de crédit Financiera Avances: un modèle à suivre au Nicaragua

Parler d'une coopérative est parler d'une association autonome d'individus qui se sont mis ensemble afin de satisfaire leurs idéaux et leurs besoins économiques, sociaux ainsi que culturels par biais d'une entreprise dont les propriétaires sont les membres eux-mêmes et où le pouvoir est exercé démocratiquement. Une coopérative est donc une entreprise collective à responsabilité limitée qui cherche non seulement à combler les besoins économiques et sociaux de ses membres mais possède aussi un engagement envers la communauté. Elle est donc une combinaison de deux structures : l'une, associative (basée sur les règles démocratiques) et l'autre, entrepreneuriale (selon les règles de l'association). Par ailleurs, une coopérative est basée sur les valeurs de liberté, responsabilité, égalité et solidarité. Et pour que ces valeurs se concrétisent, il est nécessaire qu'ils respectent les sept principes du coopératisme international selon l'Alliance Coopérative Internationale : Adhésion volontaire et ouverte à tous, pouvoir démocratique exercé par les membres, participation économique des membres, autonomie et indépendance, éducation, formation et information pour les membres, coopération entre les coopératives, engagement envers la communauté. Étant donné la crise économique et sociale du monde, spécialement celle du Nicaragua, la formule coopérative vient apporter une réponse. Pour satisfaire leurs besoins économiques et sociaux, les personnes peuvent se regrouper et créer l'un ou l'autre type de coopératives. Celles-ci peuvent être de la typologie de producteurs, consommateurs ou de travailleurs. C'est le 30 avril 1914 qu'est né le coopératisme nicaraguayen. Mais, c'est en 1926 que se crée la première coopérative au Nicaragua. En 1944, le gouvernement de Somoza les reconnaît comme organisations légalement constituées selon le code du travail. Au cours des années 60, l'AID commence à promouvoir les coopératives d'épargne et de crédit. À la fin de ces années, on comptabilise 90 coopératives de cette typologie. Durant les années 70, les coopératives connaissent une croissance importante au Nicaragua spécialement dans le secteur de l'épargne et du crédit appuyées par William Bâez Sacasa par le biais de Funde (Fundaciôn Nicaraguense de Desarrollo). On développe 67 coopératives. Ce projet est bien accueilli dans toutes les régions du Nicaragua. Cet essor est toutefois de courte durée. Un changement politique et économique de 180 degrés dans le gouvernement national dans les années 80 fait en sorte que le grandiose projet coopératif s'effondre. Elles deviennent donc des refuges idéologiques de l'État-parti et vivent dans une situation d'échec économique et social. Actuellement, plusieurs de ces coopératives demeurent toujours sous la tutelle d'un parrain politique et continuent à vivre dans une situation chaotique parce qu'elles ne sont pas tout à fait autonomes et indépendantes. Cependant, de nouvelles coopératives surgissent au Nicaragua ou des anciennes coopératives renaissent des cendres, libres politiquement; elles font la démonstration à la Nation de la possibilité de leur existence et de leur développement. C'est grâce à leur croyances, leurs valeurs, aux principes coopératifs et à leur esprit entrepreneurial que des personnes crédibles et engagées au niveau local ont pu développer des coopératives avec l'appui de l'AID, le BID, WOCCU, FUNDE, entre autres. Pour mieux comprendre l'état actuel des coopératives au Nicaragua, il est important de connaître l'évolution politique et sociale de ce pays. D'abord, la famille Somoza a gouvernée le pays pendant 45 ans d’une manière dictatoriale. On l'accuse de s'enrichir avec l'argent des nicaraguayens. Cependant, l'économie du pays était alors en meilleur état qu'elle n'est aujourd'hui. Pendant cette période de temps est né le coopératisme. Mais, c'était en 1979 que les Somoza ont été renversés par les guérilleros de ligne marxiste, les sandinistes, qui ont gouverné aussi dictatorialement le pays en centralisant tout le pouvoir. L'État-partit était le seigneur de la vie politique, économique et sociale de tous les nicaraguayens. Même les coopératives ont été soumises au control de l'État sandiniste; c'est aussi durant cette période que de nombreuses coopératives ont été créées, surtout dans le secteur de la production agricole. Toutefois, celles-ci étaient devenues des noyaux d'expression idéologique. Après ce dur passage dans l'histoire de ce pays, les sandinistes ont dû procéder à des élections nationales en 1990, afin de connaître la position des citoyens suite à une douloureuse guerre civile. C'est ainsi que s'inscrit un nouvel épisode dans la vie politique, économique et sociale des nicaraguayens. Au cours des douze dernières années, le Nicaragua a eu trois présidents dans un régime démocratique. Ce sont Violeta Chamorro, Amoldo Alemân et, le tout dernier, Enrique Bolanos. Ces trois présidents ont fait en sorte que l'État ne soit plus celui qui contrôle tout. De grands changements se sont produits pour le mieux-être des nicaraguayens. La coopérative d'épargne et de crédit « Financiera Avances » L'essai rappelle l'histoire d'une coopérative dans une petite localité appelée Santo Tomás, Chontales au Nicaragua qui a su émerger d'une dure crise et qui a démontré sa capacité à devenir une coopérative solide et mûre par la persévérance, la ténacité, la foi et les valeurs de certains de ses membres. L'histoire de cette coopérative semble être un roman où de courageux protagonistes montrent leur valeur à travers de trois épisodes : sa naissance et [son] développement (1974-1982), sa décadence (1982-1993) et sa renaissance( 1993-...) [...]

Amélioration de la technique des anneaux piézoélectriques (P-RAT) à l'aide des simulations 3D

La vitesse des ondes de cisaillement est généralement mesurée en laboratoire en utilisant des éléments piézoélectriques comme les bender elements (BE). Cependant, ces techniques présentent certains problèmes au niveau de l’émission à la fois des ondes primaires et de cisaillement, les effets de champ proche, les effets de bords, et l’incertitude au niveau de l’interprétation du signal. Une nouvelle technique, baptisée technique des anneaux piézoélectriques (P-RAT) a été développée dans le laboratoire géotechnique de l'Université de Sherbrooke afin de minimiser / éliminer les difficultés associées aux autres techniques, en particulier, la pénétration des échantillons, obligatoire pour la technique BE. Cette étude présente une description de la technique P-RAT ainsi que les résultats des simulations numériques réalisées avec le code informatique COMSOL afin d'étudier l'interaction entre les composantes du P-RAT et l'échantillon testé (sol ou solide). L’étude démontre l’efficacité du concept de la méthode P-RAT et présente des modifications pour améliorer la fiabilité et la performance de la méthode P-RAT afin d’étendre son applicabilité dans le domaine du génie civil. L’implémentation de la dernière génération de P-RAT dans une cellule triaxiale et une autre œdométrique était l’aboutissement de cette étude.

Proposition d’une démarche d’évaluation des attitudes dans un stage clinique en soins infirmiers au collégial

La problématique d'évaluer les attitudes chez les élèves en soins infirmiers a surgi dès mon entrée dans la profession d'enseignante et de superviseure de stages cliniques au niveau collégial. Alors, est survenu le besoin d'explorer l'évaluation des attitudes dans un contexte scientifique, soit une recherche développement dans une approche qualitative. Allant à l'encontre de la déontologie et de ce qui est enseigné, les enseignantes et enseignants constatent que les élèves se trouvent à être certifiés même s'ils démontrent des attitudes inadéquates. Un second constat révèle que les grilles d'évaluation demeurent floues et peu explicites en ce qui a trait à l'évaluation des attitudes. Lors d'un premier niveau de revue de littérature pour documenter la problématique, il est relevé que le problème d'évaluer des attitudes ne se situe pas qu'en soins infirmiers et semble généralisé en éducation. Cependant, pour circonscrire l'étude du sujet, l'essai se limite à l'examen du problème auprès d'élèves en stage clinique de soins infirmiers au collégial. L'objet de la recherche est de tenter de répondre à comment évaluer des attitudes chez des élèves en stage clinique de soins infirmiers pour le niveau collégial. Cela implique l'examen de trois concepts : la compétence, les attitudes, l'évaluation dans une approche par compétences. La compétence est analysée à travers ses différents aspects en lien avec le Renouveau pédagogique, en considérant ses particularités pour le niveau collégial. La recension des écrits portant sur le concept d'attitude démontre que ce sujet est traité différemment en fonction des époques, expliqué surtout en terme de comportements dans certains écrits. Par contre, en lien avec l'approche par compétences, il convient de nommer différemment le concept. Nous croyons qu'il est opportun d'adopter une nomenclature adaptée à l'approche par compétences. Il s'agit davantage de «savoir-être en action» tel que nommé par Bellier (2002) et Scallon (2004a). Cependant, une classification des attitudes provenant des travaux de Morissette et Gingras (1989) retient l'attention. Cette classification aide à circonscrire la notion d'attitude, celles qui sont reliées à un programme d'études. Effectivement, il a été possible de bien identifier les attitudes du programme de soins infirmiers sur lesquelles s'appuiera la démarche d'évaluation proposée dans l'essai. L'étude du concept d'attitude s'est effectuée à l'aide de trois paires de lunettes différentes : une approche en éducation, une approche en ressources humaines et une approche en milieu professionnel. Il ressort de ces visions que la qualité du savoir-agir passe par le savoir-être, «le savoir-être en action», selon Scallon (2004a). L'évaluation dans une approche par compétences est aussi explorée à partir de différents auteurs ayant traité le sujet pour le niveau collégial (Leroux, 2007 ; Scallon, 2004a, 2004b, 2004c, 2007 ; Tardif, 2006). Les différentes fonctions de l'évaluation traitées en lien avec le Renouveau pédagogique, les caractéristiques de l'évaluation authentique, l'instrumentation en éducation et particulièrement en soins infirmiers, complètent l'examen de ce concept et du cadre de référence de l'essai. Pour l'évaluation de performances complexes, la communauté scientifique en éducation précise, sans contredit, que nous devons faire appel au jugement professionnel de l'enseignant. Pour rendre ce jugement valide, concret, précis et crédible, nous devons faire appel à une instrumentation solide. Des experts en évaluation de compétences, Tardif (2006), Scallon (2004a), Leroux (2003) pour ne nommer que ceux-là, précisent qu'instrumenter l'évaluation des compétences passe par l'élaboration de différents outils d'évaluation. Il convient de préciser que l'évaluation des attitudes des élèves en stage clinique de soins infirmiers provient d'un savoir-agir s'inscrivant dans des performances complexes, ne s'évaluant pas comme des connaissances isolées, mais bien comme des ressources intégrées. Nous tentons de démontrer, par cet essai, que le fait d'évaluer des ressources intégrées, incluant les attitudes, passe par l'établissement d'indicateurs de la performance en stage clinique, la clé pour rendre possible l'évaluation des attitudes en soins infirmiers. À l’aide d’un cadre opérationnel, la recherche soulève qu’il devient, dès lors possible d’évaluer des attitudes en soins infirmiers pour le niveau collégial.