Caractérisation de l'impact des conditions opératoires sur l'efficience d'un procédé de concentration du lait par ultrafiltration

Les concentrés de protéines de lait sont couramment utilisés comme ingrédients lors de la standardisation du lait de fromagerie. La concentration des protéines est généralement réalisée par ultrafiltration (UF) à l’aide de membranes polymériques ayant un seuil de coupure de 10 kDa, et ce, jusqu’à un facteur de concentration volumique de 3.5X. Dans l’optique d’améliorer l’efficience du procédé d’UF, l’étude avait pour but de caractériser l’impact du mode opératoire (pression transmembranaire constante (465 et 672 kPa) et flux constant) ainsi que la température (10°C et 50°C) sur la performance du système jusqu’à un facteur de concentration volumique de 3.6X. Le module de filtration à l’échelle pilote comprenait une membrane d’UF en polyéthersulfone de 10 kDa d’une surface de 2,04 m2. La performance du système a été caractérisée sur le flux de perméation, la sélectivité et la consommation énergétique totale. L’étude a montré que le flux de perméation était 1,9 fois plus élevé à une température de 50°C comparativement à 10°C lors de l’UF du lait. Le coefficient de rejet des protéines n’a pas été affecté significativement par la pression transmembranaire et la température (P< 0,05). L’effet de la température a été observé au niveau de la teneur en calcium, laquelle était plus élevée de 12% dans les rétentats générés à 50C. La consommation énergétique totale du système d’UF était plus élevée à 10C comparativement à 50C, représentant 0,32±0,02 et 0,26±0,04 kWh/kg rétentat respectivement. Les résultats montrent que le ratio d’efficience énergétique (rapport entre le flux de perméation et la consommation énergétique) optimal a été obtenu à faible pression transmembranaire constante et à 50C. L’approche développée dans le cadre de ce projet fournira des outils aux industriels laitiers pour améliorer l’éco-efficience de leurs procédés de séparation baromembranaire.

Impact des techniques de fermeture utérine lors de la césarienne

Contexte: La césarienne est une procédure chirurgicale qui survient dans plus du quart des accouchements en Amérique du Nord. Les techniques chirurgicales de fermeture de l’utérus lors de la césarienne sont variées, influencent la cicatrisation et le risque de complications chez la femme à court et long terme. Il a été suggéré que la fermeture en un plan barré augmentait le risque de rupture de l’utérus et de défaut de cicatrisation de l’utérus. Cependant, en l’absence d’un haut niveau d’évidence, cette technique est toujours pratiquée au Canada et en Amérique du Nord. Objectif: Comparer l’impact des différentes techniques de fermeture de l’utérus lors de la césarienne sur les complications maternelles à court et long terme. Méthode : Trois revues systématiques et méta-analyses d’études observationnelles ou d’essais randomisés contrôlés (ECR) ont été réalisées. La prévalence des défauts de cicatrisation et les issues à court et long terme ont été comparées entre les techniques de fermeture de l’utérus. Par la suite, un essai randomisé contrôlé a évalué trois techniques de fermeture de l’utérus : un plan barré, deux plans barrés et deux plans non barrés excluant la déciduale, chez 81 femmes avec une césarienne primaire élective à ≥ 38 semaines de grossesse. L’épaisseur du myomètre résiduel a été mesurée six mois après la césarienne à l’aide d’une échographie transvaginale et comparée par un test t de Student. Résultats : Les résultats des revues systématiques et méta-analyses ont montré que 37% à 59% des femmes présentaient un défaut de cicatrisation de l’utérus après leur césarienne. Concernant les complications à court terme, les types de fermeture de l’utérus étudiés sont comparables, à l’exception de la fermeture en un plan barré qui est associée à un temps opératoire plus court que celle en deux plans (-6.1 minutes, 95% intervalle de confiance (IC) -8.7 à -3.4, p<0.001). Les fermetures de l’utérus en un plan barré sont associées à plus de risque de rupture utérine qu’une fermeture en deux plans barrés (rapport de cote 4.96; IC 95%: 2.58–9.52, P< 0.001). L’ECR a également démontré que la fermeture de l’utérus en un plan barré était associée à une épaisseur du myomètre résiduel plus mince que la fermeture en deux plans non barrés excluant la déciduale (3.8 ± 1.6 mm vs 6.1 ± 2.2 mm; p< 0.001). Finalement, aucune différence significative n’a été détectée concernant la fréquence des points d’hémostases entre les techniques (p=1.000). Conclusion : Lors d’une césarienne élective primaire à terme, une fermeture en deux plans non barrés est associée à un myomètre plus épais qu’une fermeture en un plan barré, sans augmenter le recours à des points d’hémostase. De plus, il est suggéré que la fermeture en deux plans réduirait le risque de rupture utérine lors d’une prochaine grossesse. Finalement, la fermeture chez les femmes en travail doit être plus étudiée.

Conception d’un mécanisme déployable à grand ratio d’expansion et de son système d’actionnement par roues d’inertie pour applications spatiales

Cette thèse propose de développer des mécanismes déployables pour applications spatiales ainsi que des modes d’actionnement permettant leur déploiement et le contrôle de l’orientation en orbite de l’engin spatial les supportant. L’objectif étant de permettre le déploiement de surfaces larges pour des panneaux solaires, coupoles de télécommunication ou sections de station spatiale, une géométrie plane simple en triangle est retenue afin de pouvoir être assemblée en différents types de surfaces. Les configurations à membrures rigides proposées dans la littérature pour le déploiement de solides symétriques sont optimisées et adaptées à l’expansion d’une géométrie ouverte, telle une coupole. L’optimisation permet d’atteindre un ratio d’expansion plan pour une seule unité de plus de 5, mais présente des instabilités lors de l’actionnement d’un prototype. Le principe de transmission du mouvement d’un étage à l’autre du mécanisme est revu afin de diminuer la sensibilité des performances du mécanisme à la géométrie de ses membrures internes. Le nouveau modèle, basé sur des courroies crantées, permet d’atteindre des ratios d’expansion plans supérieurs à 20 dans certaines configurations. L’effet des principaux facteurs géométriques de conception est étudié afin d’obtenir une relation simple d’optimisation du mécanisme plan pour adapter ce dernier à différents contextes d’applications. La géométrie identique des faces triangulaires de chaque surface déployée permet aussi l’empilement de ces faces pour augmenter la compacité du mécanisme. Une articulation spécialisée est conçue afin de permettre le dépliage des faces puis leur déploiement successivement. Le déploiement de grandes surfaces ne se fait pas sans influencer lourdement l’orientation et potentiellement la trajectoire de l’engin spatial, aussi, différentes stratégies de contrôle de l’orientation novatrices sont proposées. Afin de tirer profit d’une grande surface, l’actionnement par masses ponctuelles en périphérie du mécanisme est présentée, ses équations dynamiques sont dérivées et simulées pour en observer les performances. Celles-ci démontrent le potentiel de cette stratégie de réorientation, sans obstruction de l’espace central du satellite de base, mais les performances restent en deçà de l’effet d’une roue d’inertie de masse équivalente. Une stratégie d’actionnement redondant par roue d’inertie est alors présentée pour différents niveaux de complexité de mécanismes dont toutes les articulations sont passives, c’est-à-dire non actionnées. Un mécanisme à quatre barres plan est simulé en boucle fermée avec un contrôleur simple pour valider le contrôle d’un mécanisme ciseau commun. Ces résultats sont étendus à la dérivation des équations dynamiques d’un mécanisme sphérique à quatre barres, qui démontre le potentiel de l’actionnement par roue d’inertie pour le contrôle de la configuration et de l’orientation spatiale d’un tel mécanisme. Un prototype à deux corps ayant chacun une roue d’inertie et une seule articulation passive les reliant est réalisé et contrôlé grâce à un suivi par caméra des modules. Le banc d’essai est détaillé, ainsi que les défis que l’élimination des forces externes ont représenté dans sa conception. Les résultats montrent que le système est contrôlable en orientation et en configuration. La thèse se termine par une étude de cas pour l’application des principaux systèmes développés dans cette recherche. La collecte de débris orbitaux de petite et moyenne taille est présentée comme un problème n’ayant pas encore eu de solution adéquate et posant un réel danger aux missions spatiales à venir. L’unité déployable triangulaire entraînée par courroies est dupliquée de manière à former une coupole de plusieurs centaines de mètres de diamètre et est proposée comme solution pour capturer et ralentir ces catégories de débris. Les paramètres d’une mission à cette fin sont détaillés, ainsi que le potentiel de réorientation que les roues d’inertie permettent en plus du contrôle de son déploiement. Près de 2000 débris pourraient être retirés en moins d’un an en orbite basse à 819 km d’altitude.