Impacts de l'écoulement souterrain sur la dégradation du pergélisol

Les changements climatiques mesurés dans le Nord-ouest canadien au cours du XXIe siècle entraînent une dégradation du pergélisol. Certaines des principales conséquences physiques sont la fonte de la glace interstitielle lors du dégel du pergélisol, l’affaissement du sol et la réorganisation des réseaux de drainage. L’effet est particulièrement marqué pour les routes bâties sur le pergélisol, où des dépressions et des fentes se créent de façon récurrente, rendant la conduite dangereuse. Des observations et mesures de terrain effectuées à Beaver Creek (Yukon) entre 2008 et 2011 ont démontré qu’un autre processus très peu étudié et quantifié dégradait le pergélisol de façon rapide, soit la chaleur transmise au pergélisol par l’écoulement souterrain. Suite aux mesures de terrain effectuées (relevé topographique, étude géotechnique du sol, détermination de la hauteur de la nappe phréatique et des chenaux d’écoulement préférentiels, température de l’eau et du sol, profondeur du pergélisol et de la couche active), des modèles de transfert de chaleur par conduction et par advection ont été produits. Les résultats démontrent que l’écoulement souterrain dans la couche active et les zones de talik contribue à la détérioration du pergélisol via différents processus de transfert de chaleur conducto-convectifs. L’écoulement souterrain devrait être pris en considération dans tous les modèles et scénarios de dégradation du pergélisol. Avec une bonne caractérisation de l’environnement, le modèle de transfert de chaleur élaboré au cours de la présente recherche est applicable dans d’autres zones de pergélisol discontinu.

Detection and quantification of staphylococcus aureus enterotoxin B in food product using isotopic dilution techniques and mass spectrometry

L’entérotoxine B staphylococcique (SEB) est une toxine entérique hautement résistante à la chaleur et est responsable de plus de 50 % des cas d’intoxication d’origine alimentaire par une entérotoxine. L’objectif principal de ce projet de maîtrise est de développer et valider une méthode basée sur des nouvelles stratégies analytiques permettant la détection et la quantification de SEB dans les matrices alimentaires. Une carte de peptides tryptiques a été produite et 3 peptides tryptiques spécifiques ont été sélectionnés pour servir de peptides témoins à partir des 9 fragments protéolytiques identifiés (couverture de 35 % de la séquence). L’anhydride acétique et la forme deutérée furent utilisés afin de synthétiser des peptides standards marqués avec un isotope léger et lourd. La combinaison de mélanges des deux isotopes à des concentrations molaires différentes fut utilisée afin d’établir la linéarité et les résultats ont démontré que les mesures faites par dilution isotopique combinée au CL-SM/SM respectaient les critères généralement reconnus d’épreuves biologiques avec des valeurs de pente près de 1, des valeurs de R2 supérieure à 0,98 et des coefficients de variation (CV%) inférieurs à 8 %. La précision et l’exactitude de la méthode ont été évaluées à l’aide d’échantillons d’homogénat de viande de poulet dans lesquels SEB a été introduite. SEB a été enrichie à 0,2, 1 et 2 pmol/g. Les résultats analytiques révèlent que la méthode procure une plage d’exactitude de 84,9 à 91,1 %. Dans l’ensemble, les résultats présentés dans ce mémoire démontrent que les méthodes protéomiques peuvent être utilisées efficacement pour détecter et quantifier SEB dans les matrices alimentaires. Mots clés : spectrométrie de masse; marquage isotopique; protéomique quantitative; entérotoxines

Comportements oppositionnels et engagement scolaire : effet modérateur de la relation maître-élève.

Les élèves aux problèmes de comportements externalisés comme l'opposition éprouvent généralement de la difficulté à s’engager dans leurs apprentissages (Janosz, 2000). Or, un faible engagement scolaire peut générer des problèmes d’ordre académique et mener au décrochage. Toutefois, certains facteurs environnementaux tels que la relation maître-élève semblent influer sur l’investissement des élèves dans les activités scolaires. La présente étude vise à examiner le lien entre le degré d'opposition d'élèves du 2e cycle du primaire et leur engagement comportemental et affectif en français. Elle tente aussi de vérifier si la chaleur ou les conflits présents dans la relation maître-élève agissent comme facteurs de protection ou comme facteurs aggravants face à l’engagement scolaire des élèves oppositionnels. Finalement, cette étude s’intéresse à l’effet différentiel de la relation maître-élève sur l’engagement scolaire des garçons et des filles. Des régressions linéaires multiples hiérarchiques effectuées sur 385 élèves québécois ont permis d’atteindre ces objectifs. Les résultats obtenus révèlent que la chaleur n’agit pas à titre de facteur de protection en ce qui a trait à l’engagement comportemental des élèves oppositionnels, mais qu’elle est bénéfique pour l’engagement comportemental des filles. Les résultats confirment également l’effet aggravant des conflits sur l’engagement comportemental des élèves oppositionnels. Finalement, cette étude indique que les conflits élèves-enseignants sont nuisibles pour l’engagement affectif des garçons. Les implications de ces résultats pour la recherche et pour l’intervention en psychoéducation seront présentées.

Étude de l'influence de la réassociation en surface des atomes N et O sur l'inactivation des spores bactériennes dans une post-décharge N2-O2 basse pression en flux

Le recours au plasma pour stériliser des dispositifs médicaux (DM) est un domaine de recherche ne datant véritablement que de la fin des années 1990. Les plasmas permettent, dans les conditions adéquates, de réaliser la stérilisation à basse température (≤ 65°C), tel qu’exigé par la présence de polymères dans les DM et ce contrairement aux procédés par chaleur, et aussi de façon non toxique, contrairement aux procédés chimiques comme, par exemple, l’oxyde d’éthylène (OEt). Les laboratoires du Groupe de physique des plasmas à l’Université de Montréal travaillent à l’élaboration d’un stérilisateur consistant plus particulièrement à employer les effluents d’une décharge N2-%O2 basse pression (2-8 Torrs) en flux, formant ce que l’on appelle une post-décharge en flux. Ce sont les atomes N et O de cette décharge qui viendront, dans les conditions appropriées, entrer en collisions dans la chambre de stérilisation pour y créer des molécules excitées NO*, engendrant ainsi l’émission d’une quantité appréciable de photons UV. Ceux-ci constituent, dans le cas présent, l’agent biocide qui va s’attaquer directement au bagage génétique du micro-organisme (bactéries, virus) que l’on souhaite inactiver. L’utilisation d’une lointaine post-décharge évite du même coup la présence des agents érosifs de la décharge, comme les ions et les métastables. L’un des problèmes de cette méthode de stérilisation est la réduction du nombre de molécules NO* créées par suite de la perte des atomes N et O, qui sont des radicaux connus pour interagir avec les surfaces, sur les parois des matériaux des DM que l’on souhaite stériliser. L’objectif principal de notre travail est de déterminer l’influence d’une telle perte en surface, dite aussi réassociation en surface, par l’introduction de matériaux comme le Téflon, l’acier inoxydable, l’aluminium et le cuivre sur le taux d’inactivation des spores bactériennes. Nous nous attendons à ce que la réassociation en surface de ces atomes occasionne ainsi une diminution de l’intensité UV et subséquemment, une réduction du taux d’inactivation. Par spectroscopie optique d’émission (SOE), nous avons déterminé les concentrations perdues de N et de O par la présence des matériaux dans le stérilisateur, ainsi que la diminution de l’émission UV en découlant. Nous avons observé que cette diminution des concentrations atomiques est d’autant plus importante que les surfaces sont catalytiques. Au cours de l’étude du phénomène de pertes sur les parois pour un mélange N2-%O2 nous avons constaté l’existence d’une compétition en surface entre les atomes N et O, dans laquelle les atomes d’oxygènes semblent dominer largement. Cela implique qu’au-delà d’un certain %O2 ajouté à la décharge N2, seuls les atomes O se réassocient en surface. Par ailleurs, l’analyse des courbes de survie bi-phasiques des micro-organismes a permis d’établir une étroite corrélation, par lien de cause à effet, entre la consommation des atomes N et O en surface et la diminution du taux d’inactivation des spores dans la première phase. En revanche, nous avons constaté que notre principal agent biocide (le rayonnement ultraviolet) est moins efficace dans la deuxième phase et, par conséquent, il n’a pas été possible d’établir un lien entre la diminution des concentrations et le taux d’inactivation de cette phase-là.

Analyse démographique des demandeurs d'asile et des réfugiés au Canada (2000-2010)

La problématique des réfugiés fait partie du cadre plus large des politiques migratoires et de la migration internationale en général. Étant un pays d’immigration, le Canada a dû composer avec plusieurs vagues migratoires et s’y adapter en changeant sa politique d’immigration (au niveau fédéral et provincial) en définissant, en termes numériques, les objectifs annuels d’admission des immigrants (le nombre souhaité d’immigrants), ainsi que les objectifs politiques, humanitaires, économiques et démographiques à long terme. Le groupe visé par le présent rapport (les demandeurs d’asile et les réfugiés) se distingue de toute autre catégorie d’immigration par la spécificité de sa condition - une fuite involontaire et une absence de protection des autorités nationales de leur pays. Au plan international et dans le cadre de la politique canadienne, un réfugié: « l’individu qui fuit la persécution » devient un «demandeur d’asile » au moment de faire face à un processus de reconnaissance du statut de réfugié, conforme aux définitions, aux lois et à la politique d’immigration canadiennes. Les étapes de ce processus sont importantes, parce qu’elles établissent une continuité de la demande d’asile, mais aussi parce qu’elles influencent la comptabilisation et les statistiques sur les demandeurs d’asile et les réfugiés. Les données de Citoyenneté et Immigration Canada figurent parmi les rares sources disponibles donnant à la fois des informations sur les demandeurs d’asile et les réfugiés. Cette population au Canada est mal connue et assez difficile à décrire à cause de la faiblesse des statistiques. Du point de vue démographique, une meilleure connaissance du nombre et de l’évolution des immigrants de la catégorie « demandeur d’asile » ou « réfugié », ainsi que de leurs caractéristiques sociodémographiques (sexe, âge, scolarité, connaissances linguistiques, pays d’origine, etc.) aide à cerner leurs besoins en services et à leur fournir des politiques adéquates d’intégration à la culture et à la vie canadiennes.

Le lien entre les perceptions des élèves sur la relation élève-enseignant et les problèmes de comportement extériorisés

Le processus d’enseignement ne se limite pas à un ensemble de méthodes pédagogiques à appliquer et de contenus programmés à transmettre. Il se déploie également dans la construction par l’enseignant d’une relation pédagogique avec ses élèves. Cette relation est considérée comme étant optimale lorsqu’elle est caractérisée par un niveau élevé de chaleur et un faible niveau de conflits. Plusieurs études démontrent l’existence de liens significatifs entre la qualité de cette relation et les différents indicateurs d’adaptation à l’école. En général, les résultats des études démontrent l’influence positive d’une relation élève-enseignant chaleureuse sur le comportement des élèves, leur réussite scolaire ainsi que sur leurs sentiments et attitudes envers l’école. Certaines recherches soulignent également que l’incidence de la qualité de la relation élève-enseignant est particulièrement importante pour les élèves considérés à risque en raison de présence chez eux des certains facteurs de vulnérabilité tels que la pauvreté (facteurs sociaux), la relation parent-enfant difficile (facteurs familiaux) ou le manque d’habiletés sociales (facteurs individuels). La majorité de recherches ne permet toutefois pas de déterminer quels sont précisément les aspects de cette relation qui influencent significativement la qualité de la relation entre l’enseignant et ses élèves. Souhaitant pallier cette lacune, la présente étude poursuit deux objectifs : 1) examiner le lien entre les perceptions des élèves de niveau secondaire considérés à risque concernant les différents aspects de la qualité de la relation élève-enseignant et les problèmes de comportement extériorisés ; 2) vérifier si ce lien évolue avec le temps. Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons pris en considération deux dimensions qui permettent de qualifier les profils de la relation élève-enseignant, soit la chaleur et les conflits (Pianta, 1992). La classification de ces deux dimensions en fonction de leur pôle positif et négatif permet de distinguer quatre profils relationnels que l’élève est susceptible d’établir avec ses enseignants soient le profil dit chaleureux, controversé, négligent ou conflictuel. II Cette étude repose sur un devis longitudinal grâce aux données recueillies dans le cadre de l’évaluation de la stratégie d’intervention Agir Autrement réalisée entre 2002 et 2008 (SIAA). Il s’agit donc ici d’analyses secondaires menées sur un échantillon aléatoire tiré de cette vaste recherche. Un échantillon de 563 élèves de 1re secondaire incluant 273 filles et 290 garçons a été constitué. Les analyses ont été effectuées auprès de ces élèves alors qu’ils étaient en premier et en cinquième année de secondaire ce qui a permis d’observer les changements dans le comportement des élèves à risque en fonction de la qualité de la relation élève-enseignant. De façon générale, les résultats obtenus montrent que les liens entre les différents profils de la relation élève-enseignant et les problèmes de comportement extériorisés sont fort complexes et loin d’être univoques. En particulier, ces résultats permettent de constater que le profil chaleureux représente le profil relationnel le moins associé aux problèmes de comportement extériorisés chez les élèves à risque et ce, autant en première qu’en cinquième secondaire. Selon nos résultats, les profils conflictuel et controversé sont significativement liés aux problèmes de comportement extériorisés chez les élèves à risque de 1re secondaire et de 5e secondaire. En ce qui a trait au profil négligent, les résultats de la présente recherche montrent l’existence d’un lien corrélationnel entre ce profil relationnel et les problèmes de comportement extériorisés. Toutefois, la force de l’association s’est avérée plus significative pour les élèves à risque en 5e secondaire secondaire comparativement aux mêmes élèves alors qu’ils étaient en 1re secondaire. Finalement, l’ensemble de résultats obtenus montre que les profils relationnels restent relativement stables dans le temps, tandis que la fréquence de comportements problématiques tels que le vol grave et la consommation de psychotropes augmentent d’une manière significative. De plus, les résultats que nous avons obtenus montrent l’existence d’un lien entre la dimension de conflits de la relation élève-enseignant et la consommation de substances psychotropes chez les élèves de notre échantillon. La présente recherche permet de constater que la dimension de conflits est aussi importante dans la relation élève-enseignant que la dimension de la chaleur, car les III conflits agiraient comme facteurs de risque pouvant augmenter la fréquence de problèmes de comportement extériorisés chez les élèves de secondaire considérés à risque. Ainsi, la réduction de niveau de conflits dans la relation entre les élèves et leurs enseignants peut jouer un rôle important en termes de prévention de ce type de problèmes chez les élèves de niveau secondaire.

Of Eureka Moments and Magic Barometers: Freedom of Religion as the “First” Freedom in the Canadian Constitutional Context

"La liberté de religion, souvent reconnue comme étant la « première liberté » dans de nombreuses traditions juridiques, reflète également les différentes conceptions de la place de l'individu et de la communauté dans la société. Cet article examinera la liberté de religion dans le contexte constitutionnel canadien. Nous avons choisi d'étudier la liberté de religion dans trois vagues successives : avant l'entrée en vigueur de la Déclaration canadienne des droits, sous la Déclaration canadienne des droits; et enfin, après l'entrée en vigueur de la Charte canadienne des droits et libertés. De plus, l'accommodement ainsi que de la proportionnalité de la liberté de religion d'un individu sera également traité. Ainsi que nous le démontrerons, la liberté de religion a engendré un repositionnement de l'individu face aux intérêts de la communauté ainsi qu'une réinterprétation des justifications menant à la sauvegarde de ces croyances."

Credibility on the Web

"La nature flexible et interactive d’Internet implique que de plus en plus de consommateurs l’utilisent en tant qu’outil d’information sur tous les sujets imaginables, qu’il s’agisse de trouver la meilleurs aubaine sur un billet d’avion, ou de se renseigner sur certains problèmes liés à leur santé. Cependant, une grande quantité de l’information disponible en ligne n’est pas impartiale. Certains sites web ne présentent qu’une vision des choses ou font la promotion des produits d’une seule entreprise. Les consommateurs sont plus habitués à évaluer le poid à attribuer à certains conseils ou autres formes d’informations dans un contexte différent. Une telle évaluation de la crédibilité d’une information devient plus difficile dans le monde virtuel où les indices du monde réel, de l’écrit ou de l’interaction face-à-face sont absents. Consumers International a développé une définition de la notion de « crédibilité de l’information retrouvée en ligne » et a établi une liste de critères pouvant l’évaluer. Entre les mois d’avril et juillet 2002, une équipe représentant 13 pays a visité 460 sites web destinés à fournir de l’information sur la santé, sur des produits financiers et sur les prix de voyages et de différents biens de consommation en utilisant ces critères. L’appréciation de ces données nous démontre que les consommateurs doivent faire preuve de prudence lorsqu’ils utilisent Internet comme source d’information. Afin de faire des choix éclairés sur la valeur à donner à une information retrouvée en ligne, les consommateurs doivent connaître ce qui suit : L’identité du propriétaire d’un site web, ses partenaires et publicitaires; La qualité de l’information fournie, incluant son actualité et sa clarté, l’identité des sources citées et l’autorité des individus donnant leur opinion; Si le contenu du site est contrôlé par des intérêts commerciaux, ou, s’il offre des liens, la nature de la relation avec le site visé; et Si on lui demandera de fournir des données personnelles, l’usage réservé à ces données et les mesures employées pour protéger ces données. Cette étude démontre que plusieurs sites ne fournissent pas suffisamment de détails dans ces domaines, ce qui risque d’exposer le consommateur à des informations inexactes, incomplètes ou même délibérément fausses. Les discours exagérés ou vagues de certains sites concernant leurs services ne fait qu’ajouter à la confusion. Ceci peut résulter en une perte de temps ou d’argent pour le consommateur, mais pour certaines catégories d’informations, comme les conseils visant la santé, le fait de se fier à de mauvais conseils peut avoir des conséquences beaucoup plus graves. Cette étude vise à aviser les consommateurs de toujours vérifier le contexte des sites avant de se fier aux informations qui s’y retrouvent. Elle demande aux entreprises d’adopter de meilleures pratiques commerciales et de fournir une information plus transparente afin d’accroître la confiance des consommateurs. Elle demande finalement aux gouvernements de contribuer à ce mouvement en assurant le respect des lois relatives à la consommation et des standards existants tant dans le monde réel que dans le monde virtuel."

Caractérisation et modélisation de l’aimant organique NIT-2Py

L'aimant organique NIT-2Py a été caractérisé expérimentalement et ses propriétés ont été simulées numériquement à partir de la théorie de la fonctionnelle de la densité. Le magnétisme dans ce matériau provient de la présence d'un électron non apparié sur chaque molécule qui a ainsi un moment magnétique non nul. Ceci a été confirmé par des simulations sur une molécule isolée. Les molécules de NIT-2Py cristallisent dans le groupe d'espace P21/c avec huit molécules par maille élémentaire pour former la structure cristalline Alpha étudiée dans ce document. Le moment effectif de la susceptibilité et l'entropie magnétique totale montre que ce matériau est un système de spins 1/2 avec un spin par molécule. Les mesures de chaleur spécifique ont mis en évidence la présence de deux phases magnétiques ordonnées à basse température qui sont séparées par un plateau en aimantation. Une première phase est observée à des champs magnétiques inférieurs à 2.2 T et a une température de transition de 1.32 K en champ nul. Les mesures de susceptibilité magnétique et d'aimantation ont permis d'établir que cette phase ordonnée est antiferromagnétique. Ceci est confirmé par les simulations numériques. La deuxième phase est induite par le champ magnétique avec une température de transition de 0.53 K à 6 T. L'information disponible sur cette phase est limitée et l'étude du système à l'extérieur des phases ordonnées en donne une meilleure compréhension. Un modèle de spins S=1/2 isolés et de dimères S=0 isolés reproduit bien les mesures d'aimantation et de chaleur spécifique au-dessus de 3 K. L'application d'un champ magnétique réduit l'écart d'énergie entre le singulet et le triplet du dimère jusqu'au croisement qui se produit à 6 T. La phase induite émerge précisément à ce croisement et on spécule l'existence d'un condensat de Bose-Einstein des états triplets.

Study of the subcellular localization of cell cycle regulator Cks1 and its impact on cancer

La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par de vagues oscillantes de cyclines et des kinases cycline-dépendantes (Cdk). Ces kinases sont régulées positivement par l’association des sous-unités cyclines régulatrices et négativement en se liant aux inhibiteurs de Cdk. Parmi ces derniers, p27 inhibe tous les complexes cycline-Cdk quelle que soit la phase cellulaire et agit en tant que régulateur négatif principal de la prolifération cellulaire dans une variété de cellules et de tissus. Intrinsèquement, p27 phosphorylé est ubiquitiné et dégradé par le complexe SCFSkp2-Cks1. Des études génétiques de la souris, ainsi que des examens cliniques chez l’homme, ont montré que p27 est un important suppresseur de tumeur. Le gène est rarement muté. Cependant, p27 est fréquemment réprimé dans les cancers humains en raison d’une augmentation de l’expression de Skp2 et de Cks1 dans le noyau, ce qui est généralement associée à un mauvais pronostic. La localisation subcellulaire de Cks1 est donc d'une importance primordiale dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Les résultats récents de notre laboratoire ont montré une interaction entre Cks1 et les protéines de transport nucléaire importine α1 et β3. Aussi, l’analyse de la séquence primaire de Cks1 a également révélé un signal de localisation nucléaire classique (NLS) à son extrémité C-terminale. Des mutations ont été effectuées sur le NLS suspect pour déterminer si oui ou non l'import nucléaire de Cks1 était contrôlé par cette séquence. Un inhibiteur synthétique de l’importine β a également été utilisé pour étudier l’import de Cks1 dans le noyau. Les résultats indiquent que l’extrémité C-terminale de Cks1 est en effet un NLS puisque les mutations de Cks1 et l'inhibition de l’importine β conduisent, tous deux, à l'accumulation de Cks1 dans le cytoplasme. Ces résultats ont été utiles pour mieux comprendre le mécanisme régulant la localisation de Cks1. Toutefois, des travaux futurs sont nécessaires pour mieux comprendre l'impact de la séquestration cytoplasmique de Cks1 sur le cancer et ainsi espérer aboutir à l'identification de nouvelles cibles pharmacologiques impliqués dans la prolifération cellulaire.

L’importance des techniques neurodynamiques dans la prise en charge d’un syndrome du tunnel carpien

Travail d'intégration présenté à France Piotte dans le cadre du cours PHT-6113.

Étude de la formation et de l'évolution de nanostructures par méthodes Monte Carlo

Cette thèse, composée de quatre articles scientifiques, porte sur les méthodes numériques atomistiques et leur application à des systèmes semi-conducteurs nanostructurés. Nous introduisons les méthodes accélérées conçues pour traiter les événements activés, faisant un survol des développements du domaine. Suit notre premier article, qui traite en détail de la technique d'activation-relaxation cinétique (ART-cinétique), un algorithme Monte Carlo cinétique hors-réseau autodidacte basé sur la technique de l'activation-relaxation nouveau (ARTn), dont le développement ouvre la voie au traitement exact des interactions élastiques tout en permettant la simulation de matériaux sur des plages de temps pouvant atteindre la seconde. Ce développement algorithmique, combiné à des données expérimentales récentes, ouvre la voie au second article. On y explique le relâchement de chaleur par le silicium cristallin suite à son implantation ionique avec des ions de Si à 3 keV. Grâce à nos simulations par ART-cinétique et l'analyse de données obtenues par nanocalorimétrie, nous montrons que la relaxation est décrite par un nouveau modèle en deux temps: "réinitialiser et relaxer" ("Replenish-and-Relax"). Ce modèle, assez général, peut potentiellement expliquer la relaxation dans d'autres matériaux désordonnés. Par la suite, nous poussons l'analyse plus loin. Le troisième article offre une analyse poussée des mécanismes atomistiques responsables de la relaxation lors du recuit. Nous montrons que les interactions élastiques entre des défauts ponctuels et des petits complexes de défauts contrôlent la relaxation, en net contraste avec la littérature qui postule que des "poches amorphes" jouent ce rôle. Nous étudions aussi certains sous-aspects de la croissance de boîtes quantiques de Ge sur Si (001). En effet, après une courte mise en contexte et une introduction méthodologique supplémentaire, le quatrième article décrit la structure de la couche de mouillage lors du dépôt de Ge sur Si (001) à l'aide d'une implémentation QM/MM du code BigDFT-ART. Nous caractérisons la structure de la reconstruction 2xN de la surface et abaissons le seuil de la température nécessaire pour la diffusion du Ge en sous-couche prédit théoriquement par plus de 100 K.

Étude de la phase isolant topologique chez le composé demi-Heusler GdBiPt.

Il sera question dans ce mémoire de maîtrise de l’étude d’une nouvelle classification des états solides de la matière appelée isolant topologique. Plus précisément, nous étudierons cette classification chez le composé demi-Heusler GdBiPt. Nous avons principalement cherché à savoir si ce composé ternaire est un isolant topologique antiferromagnétique. Une analyse de la susceptibilité magnétique ainsi que de la chaleur spécifique du maté- riau montre la présence d’une transition antiferromagnétique à 8.85(3) K. Une mesure d’anisotropie de cette susceptibilité montre que les plans de spins sont ordonnés sui- vant la direction (1,1,1) et finalement des mesures de résistivité électronique ainsi que de l’effet Hall nous indiquent que nous avons un matériau semimétallique lorsque nous sommes en présence d’antiferromagnétisme. Présentement, les expériences menées ne nous permettent pas d’associer cet état métallique aux états surfaciques issus de l’état d’isolant topologique.

Carboxydothermus hydrogenoformans comme catalyseur biologique pour la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène simultanément a la minéralisation de calcium et phosphate

La gazéification est aujourd'hui l'une des stratégies les plus prometteuses pour valoriser les déchets en énergie. Cette technologie thermo-chimique permet une réduction de 95 % de la masse des intrants et génère des cendres inertes ainsi que du gaz de synthèse (syngaz). Le syngaz est un combustible gazeux composé principalement de monoxyde de carbone (CO), d'hydrogène (H2) et de dioxyde de carbone (CO2). Le syngaz peut être utilisé pour produire de la chaleur et de l'électricité. Il est également la pierre angulaire d'un grand nombre de produits à haute valeur ajoutée, allant de l'éthanol à l'ammoniac et l'hydrogène pur. Les applications en aval de la production de syngaz sont dictées par son pouvoir calorifique, lui-même dépendant de la teneur du gaz en H2. L’augmentation du contenu du syngaz en H2 est rendu possible par la conversion catalytique à la vapeur d’eau, largement répandu dans le cadre du reformage du méthane pour la production d'hydrogène. Au cours de cette réaction, le CO est converti en H2 et CO2 selon : CO + H2O → CO2 + H2. Ce processus est possible grâce à des catalyseurs métalliques mis en contact avec le CO et de la vapeur. La conversion catalytique à la vapeur d’eau a jusqu'ici été réservé pour de grandes installations industrielles car elle nécessite un capital et des charges d’exploitations très importantes. Par conséquent, les installations de plus petite échelle et traitant des intrants de faible qualité (biomasse, déchets, boues ...), n'ont pas accès à cette technologie. Ainsi, la seule utilisation de leur syngaz à faible pouvoir calorifique, est limitée à la génération de chaleur ou, tout au plus, d'électricité. Afin de permettre à ces installations une gamme d’application plus vaste de leurs syngaz, une alternative économique à base de catalyseur biologique est proposée par l’utilisation de bactéries hyperthermophiles hydrogénogènes. L'objectif de cette thèse est d'utiliser Carboxydothermus hydrogenoformans, une bactérie thermophile carboxydotrophe hydrogénogène comme catalyseur biologique pour la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène. Pour cela, l’impact d'un phénomène de biominéralisation sur la production d’H2 a été étudié. Ensuite, la faisabilité et les limites de l’utilisation de la souche dans un bioréacteur ont été évaluées. Tout d'abord, la caractérisation de la phase inorganique prédominante lorsque C. hydrogenoformans est inoculé dans le milieu DSMZ, a révélé une biominéralisation de phosphate de calcium (CaP) cristallin en deux phases. L’analyse par diffraction des rayons X et spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier de ce matériau biphasique indique une signature caractéristique de la Mg-whitlockite, alors que les images obtenues par microscopie électronique à transmission ont montré l'existence de nanotiges cristallines s’apparentant à de l’hydroxyapatite. Dans les deux cas, le mode de biominéralisation semble être biologiquement induit plutôt que contrôlé. L'impact du précipité de CaP endogène sur le transfert de masse du CO et la production d’H2 a ensuite été étudié. Les résultats ont été comparés aux valeurs obtenues dans un milieu où aucune précipitation n'est observée. Dans le milieu DSMZ, le KLa apparent (0.22 ± 0.005 min-1) et le rendement de production d’H2 (89.11 ± 6.69 %) étaient plus élevés que ceux obtenus avec le milieu modifié (0.19 ± 0.015 min-1 et 82.60 ± 3.62% respectivement). La présence du précipité n'a eu aucune incidence sur l'activité microbienne. En somme, le précipité de CaP offre une nouvelle stratégie pour améliorer les performances de transfert de masse du CO en utilisant les propriétés hydrophobes de gaz. En second lieu, la conversion du CO en H2 par la souche Carboxydothermus hydrogenoformans fut étudiée et optimisée dans un réacteur gazosiphon de 35 L. Parmi toutes les conditions opérationnelles, le paramètre majeur fut le ratio du débit de recirculation du gaz sur le débit d'alimentation en CO (QR:Qin). Ce ratio impacte à la fois l'activité biologique et le taux de transfert de masse gaz-liquide. En effet, au dessus d’un ratio de 40, les performances de conversion du CO en H2 sont limitées par l’activité biologique alors qu’en dessous, elles sont limitées par le transfert de masse. Cela se concrétise par une efficacité de conversion maximale de 90.4 ± 0.3 % et une activité spécifique de 2.7 ± 0.4 molCO·g–1VSS·d–1. Malgré des résultats prometteurs, les performances du bioréacteur ont été limitées par une faible densité cellulaire, typique de la croissance planctonique de C. hydrogenoformans. Cette limite est le facteur le plus contraignant pour des taux de charge de CO plus élevés. Ces performances ont été comparées à celles obtenues dans un réacteur à fibres creuses (BRFC) inoculé par la souche. En dépit d’une densité cellulaire et d’une activité volumétrique plus élevées, les performances du BRFC à tout le moins cinétiquement limitées quand elles n’étaient pas impactées par le transfert de masse, l'encrassement et le vieillissement de la membrane. Afin de parer à la dégénérescence de C. hydrogenoformans en cas de pénurie de CO, la croissance de la bactérie sur pyruvate en tant que seule source de carbone a été également caractérisée. Fait intéressant, en présence simultanée de pyruvate et de CO, C. hydrogenoformans n’a amorcé la consommation de pyruvate qu’une fois le CO épuisé. Cela a été attribué à un mécanisme d'inhibition du métabolisme du pyruvate par le CO, faisant ainsi du pyruvate le candidat idéal pour un système in situ de secours.

Affectation de composantes basée sur des contraintes énergétiques dans une architecture multiprocesseurs en trois dimensions

La lithographie et la loi de Moore ont permis des avancées extraordinaires dans la fabrication des circuits intégrés. De nos jours, plusieurs systèmes très complexes peuvent être embarqués sur la même puce électronique. Les contraintes de développement de ces systèmes sont tellement grandes qu’une bonne planification dès le début de leur cycle de développement est incontournable. Ainsi, la planification de la gestion énergétique au début du cycle de développement est devenue une phase importante dans la conception de ces systèmes. Pendant plusieurs années, l’idée était de réduire la consommation énergétique en ajoutant un mécanisme physique une fois le circuit créé, comme par exemple un dissipateur de chaleur. La stratégie actuelle est d’intégrer les contraintes énergétiques dès les premières phases de la conception des circuits. Il est donc essentiel de bien connaître la dissipation d’énergie avant l’intégration des composantes dans une architecture d’un système multiprocesseurs de façon à ce que chaque composante puisse fonctionner efficacement dans les limites de ses contraintes thermiques. Lorsqu’une composante fonctionne, elle consomme de l’énergie électrique qui est transformée en dégagement de chaleur. Le but de ce mémoire est de trouver une affectation efficace des composantes dans une architecture de multiprocesseurs en trois dimensions en tenant compte des limites des facteurs thermiques de ce système.