Development of measurement and modeling techniques to quantify atmospheric deposition of persistent, bioaccumulative and toxic chemicals in the Great Lakes

Measurement and modeling techniques were developed to improve over-water gaseous air-water exchange measurements for persistent bioaccumulative and toxic chemicals (PBTs). Analytical methods were applied to atmospheric measurements of hexachlorobenzene (HCB), polychlorinated biphenyls (PCBs), and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs). Additionally, the sampling and analytical methods are well suited to study semivolatile organic compounds (SOCs) in air with applications related to secondary organic aerosol formation, urban, and indoor air quality. A novel gas-phase cleanup method is described for use with thermal desorption methods for analysis of atmospheric SOCs using multicapillary denuders. The cleanup selectively removed hydrogen-bonding chemicals from samples, including much of the background matrix of oxidized organic compounds in ambient air, and thereby improved precision and method detection limits for nonpolar analytes. A model is presented that predicts gas collection efficiency and particle collection artifact for SOCs in multicapillary denuders using polydimethylsiloxane (PDMS) sorbent. An approach is presented to estimate the equilibrium PDMS-gas partition coefficient (Kpdms) from an Abraham solvation parameter model for any SOC. A high flow rate (300 L min-1) multicapillary denuder was designed for measurement of trace atmospheric SOCs. Overall method precision and detection limits were determined using field duplicates and compared to the conventional high-volume sampler method. The high-flow denuder is an alternative to high-volume or passive samplers when separation of gas and particle-associated SOCs upstream of a filter and short sample collection time are advantageous. A Lagrangian internal boundary layer transport exchange (IBLTE) Model is described. The model predicts the near-surface variation in several quantities with fetch in coastal, offshore flow: 1) modification in potential temperature and gas mixing ratio, 2) surface fluxes of sensible heat, water vapor, and trace gases using the NOAA COARE Bulk Algorithm and Gas Transfer Model, 3) vertical gradients in potential temperature and mixing ratio. The model was applied to interpret micrometeorological measurements of air-water exchange flux of HCB and several PCB congeners in Lake Superior. The IBLTE Model can be applied to any scalar, including water vapor, carbon dioxide, dimethyl sulfide, and other scalar quantities of interest with respect to hydrology, climate, and ecosystem science.

THE PERFORMANCE AND MODIFICATION OF RECYCLED ELECTRONIC WASTE PLASTICS FOR THE IMPROVEMENT OF ASPHALT PAVEMENT MATERIALS

Bulk electric waste plastics were recycled and reduced in size into plastic chips before pulverization or cryogenic grinding into powders. Two major types of electronic waste plastics were used in this investigation: acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and high impact polystyrene (HIPS). This research investigation utilized two approaches for incorporating electronic waste plastics into asphalt pavement materials. The first approach was blending and integrating recycled and processed electronic waste powders directly into asphalt mixtures and binders; and the second approach was to chemically treat recycled and processed electronic waste powders with hydro-peroxide before blending into asphalt mixtures and binders. The chemical treatment of electronic waste (e-waste) powders was intended to strengthen molecular bonding between e-waste plastics and asphalt binders for improved low and high temperature performance. Superpave asphalt binder and mixture testing techniques were conducted to determine the rheological and mechanical performance of the e-waste modified asphalt binders and mixtures. This investigation included a limited emissions-performance assessment to compare electronic waste modified asphalt pavement mixture emissions using SimaPro and performance using MEPDG software. Carbon dioxide emissions for e-waste modified pavement mixtures were compared with conventional asphalt pavement mixtures using SimaPro. MEPDG analysis was used to determine rutting potential between the various e-waste modified pavement mixtures and the control asphalt mixture. The results from this investigation showed the following: treating the electronic waste plastics delayed the onset of tertiary flow for electronic waste mixtures, electronic waste mixtures showed some improvement in dynamic modulus results at low temperatures versus the control mixture, and tensile strength ratio values for treated e-waste asphalt mixtures were improved versus the control mixture.

The effectiveness of an online workshop on behavior management as a professional development tool for teachers

The current study examines the effects of an online workshop pertaining to classroom behavior management on teacher self-efficacy, attitudes, motivation, knowledge, and practices. In addition, information about teacher utilization of the Internet, their opinions about professional development, and experiences with classroom management were collected. Participants included 57 1 st through 5th grade special and regular education teachers. Eligible teachers were those who teach an academic subject and had at least one child in the classroom they considered as disruptive. Teachers were randomized to either a training or waitlist group. Classroom observations of teacher practices and questionnaires were utilized. Teachers in the training group participated in two assessment points, baseline and post-workshop, and received access to the online course immediately following the baseline assessment. Teachers in the waitlist group participated in three assessment points, baseline, post-workshop, and follow-up, and received access to the online course immediately following the post-workshop assessment. Findings show that all teachers had access to the Internet at home and at school and used it on a daily basis. The majority of teachers indicated having some past training on all the techniques that were presented in the online workshop. All teachers expressed satisfaction with the workshop, indicating that it should be offered again. Post-workshop, findings showed significant group differences in knowledge with a large effect for the training group scoring higher than the waitlist group on a quiz. Secondly, group differences in self-efficacy, knowledge, and attitudes with teachers’ past-training as a moderator, was examined. Past-training was not found to be a significant moderator of self-efficacy, knowledge, or attitudes. However, the main effect for training group was significant for attitudes. In addition, teacher attitudes, but not knowledge and self-efficacy, significantly predicted motivation to implement. Next, the moderating effect of barriers on motivation and classroom management skill implementation was examined. Barriers were not found to be a significant moderator. Lastly, the training group was observed to be significantly more effective at giving commands compared to the waitlist group. The current study demonstrates the potential of a low-intensity online workshop on classroom management to enhance the accessibility of teacher professional development. ^

Self-affirmation before exposure to health communications promotes intentions and health behavior change by increasing anticipated regret

Health-risk information can elicit negative emotions like anticipated regret that may positively affect health persuasion. The beneficial impact of such emotions is undermined when target audiences respond defensively to the threatening information. We tested whether self-affirming (reflecting on cherished attributes) before message exposure can be used as strategy to enhance the experience of anticipated regret. Women were self-affirmed or not before exposure to a message promoting fruit and vegetable consumption. Self-affirmation increased anticipated regret and intentions reported following message exposure and consumption in the week after the intervention; regret mediated the affirmation effect on intentions. Moreover, results suggest that anticipated regret and intentions are serial mediators linking self-affirmation and behavior. By demonstrating the mediating role of anticipated regret, we provide insights into how self-affirmation may promote healthy intentions and behavior following health message exposure. Self-affirmation techniques could thus potentially be used to increase the effectiveness of health communication efforts.

Engineered zeolitic materials: synthesis and application

Les zéolithes étant des matériaux cristallins microporeux ont démontré leurs potentiels et leur polyvalence dans un nombre très important d’applications. Les propriétés uniques des zéolithes ont poussé les chercheurs à leur trouver constamment de nouvelles utilités pour tirer le meilleur parti de ces matériaux extraordinaires. Modifier les caractéristiques des zéolithes classiques ou les combiner en synergie avec d’autres matériaux se trouvent être deux approches viables pour trouver encore de nouvelles applications. Dans ce travail de doctorat, ces deux approches ont été utilisées séparément, premièrement avec la modification morphologique de la ZSM-12 et deuxièmement lors de la formation des matériaux de type coeur/coquille (silice mésoporeuses@silicalite-1). La ZSM-12 est une zéolithe à haute teneur en silice qui a récemment attiré beaucoup l’attention par ses performances supérieures dans les domaines de l’adsorption et de la catalyse. Afin de synthétiser la ZSM-12 avec une pureté élevée et une morphologie contrôlée, la cristallisation de la zéolithe ZSM-12 a été étudiée en détail en fonction des différents réactifs chimiques disponibles (agent directeur de structure, types de silicium et source d’aluminium) et des paramètres réactionnels (l’alcalinité, ratio entre Na, Al et eau). Les résultats présentés dans cette étude ont montré que, contrairement à l’utilisation du structurant organique TEAOH, en utilisant un autre structurant, le MTEAOH, ainsi que le Al(o-i-Pr)3, cela a permis la formation de monocristaux ZSM-12 monodisperses dans un temps plus court. L’alcalinité et la teneur en Na jouent également des rôles déterminants lors de ces synthèses. Les structures de types coeur/coquille avec une zéolithe polycristalline silicalite-1 en tant que coquille, entourant un coeur formé par une microsphère de silice mésoporeuse (tailles de particules de 1,5, 3 et 20-45 μm) ont été synthétisés soit sous forme pure ou chargée avec des espèces hôtes métalliques. Des techniques de nucléations de la zéolithe sur le noyau ont été utilisées pour faire croitre la coquille de façon fiable et arriver à former ces matériaux. C’est la qualité des produits finaux en termes de connectivité des réseaux poreux et d’intégrité de la coquille, qui permet d’obtenir une stéréosélectivité. Ceci a été étudié en faisant varier les paramètres de synthèse, par exemple, lors de prétraitements qui comprennent ; la modification de surface, la nucléation, la calcination et le nombre d’étapes secondaires de cristallisation hydrothermale. En fonction de la taille du noyau mésoporeux et des espèces hôtes incorporées, l’efficacité de la nucléation se révèle être influencée par la technique de modification de surface choisie. En effet, les microsphères de silice mésoporeuses contenant des espèces métalliques nécessitent un traitement supplémentaire de fonctionnalisation chimique sur leur surface externe avec des précurseurs tels que le (3-aminopropyl) triéthoxysilane (APTES), plutôt que d’utiliser une modification de surface avec des polymères ioniques. Nous avons également montré que, selon la taille du noyau, de deux à quatre traitements hydrothermaux rapides sont nécessaires pour envelopper totalement le noyau sans aucune agrégation et sans dissoudre le noyau. De tels matériaux avec une enveloppe de tamis moléculaire cristallin peuvent être utilisés dans une grande variété d’applications, en particulier pour de l’adsorption et de la catalyse stéréo-sélective. Ce type de matériaux a été étudié lors d’une série d’expériences sur l’adsorption sélective du glycérol provenant de biodiesel brut avec des compositions différentes et à des températures différentes. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux utilisant des adsorbants classiques comme par exemple du gel de sphères de silice mésoporeux, des zéolithes classiques, silicalite-1, Si-BEA et ZSM-5(H+), sous forment de cristaux, ainsi que le mélange physique de ces matériaux références, à savoir un mélange silicalite-1 et le gel de silice sphères. Bien que le gel de sphères de silice mésoporeux ait montré une capacité d’adsorption de glycérol un peu plus élevée, l’étude a révélé que les adsorbants mésoporeux ont tendance à piéger une quantité importante de molécules plus volumineuses, telles que les « fatty acid methyl ester » (FAME), dans leur vaste réseau de pores. Cependant, dans l’adsorbant à porosité hiérarchisée, la fine couche de zéolite silicalite-1 microporeuse joue un rôle de membrane empêchant la diffusion des molécules de FAME dans les mésopores composant le noyau/coeur de l’adsorbant composite, tandis que le volume des mésopores du noyau permet l’adsorption du glycérol sous forme de multicouches. Finalement, cette caractéristique du matériau coeur/coquille a sensiblement amélioré les performances en termes de rendement de purification et de capacité d’adsorption, par rapport à d’autres adsorbants classiques, y compris le gel de silice mésoporeuse et les zéolithes.

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.

Development and optimization of techniques and design parameters for the engineering of atmospheric pressure plasma devices for biomedical applications and plasma medicine

In the last decades, the possibility to generate plasma at atmospheric pressure gave rise to a new emerging field called plasma medicine; it deals with the application of cold atmospheric pressure plasmas (CAPs) or plasma-activated solutions on or in the human body for therapeutic effects. Thanks to a blend of synergic biologically active agents and biocompatible temperatures, different CAP sources were successfully employed in many different biomedical applications such as dentistry, dermatology, wound healing, cancer treatment, blood coagulation, etc.… Despite their effectiveness has been verified in the above-mentioned biomedical applications, over the years, researchers throughout the world described numerous CAP sources which are still laboratory devices not optimized for the specific application. In this perspective, the aim of this dissertation was the development and the optimization of techniques and design parameters for the engineering of CAP sources for different biomedical applications and plasma medicine among which cancer treatment, dentistry and bioaerosol decontamination. In the first section, the discharge electrical parameters, the behavior of the plasma streamers and the liquid and the gas phase chemistry of a multiwire device for the treatment of liquids were performed. Moreover, two different plasma-activated liquids were used for the treatment of Epithelial Ovarian Cancer cells and fibroblasts to assess their selectivity. In the second section, in accordance with the most important standard regulations for medical devices, were reported the realization steps of a Plasma Gun device easy to handle and expected to be mounted on a tabletop device that could be used for dental clinical applications. In the third section, in relation to the current COVID-19 pandemic, were reported the first steps for the design, realization, and optimization of a dielectric barrier discharge source suitable for the treatment of different types of bioaerosol.

Development of functional MRI protocols in the study of neurodegenerative diseases: MRI study in patients with REM sleep behavior disorder, idiopathic Parkinson's disease and multisystem atrophy

In the central nervous system, iron in several proteins is involved in many important processes: oxygen transportation, oxidative phosphorylation, mitochondrial respiration, myelin production, the synthesis and metabolism of neurotransmitters. Abnormal iron homoeostasis can induce cellular damage through hydroxyl radical production, which can cause the oxidation, modification of lipids, proteins, carbohydrates, and DNA, lead to neurotoxicity. Moreover increased levels of iron are harmful and iron accumulations are typical hallmarks of brain ageing and several neurodegenerative disorders particularly PD. Numerous studies on post mortem tissue report on an increased amount of total iron in the substantia nigra in patients with PD also supported by large body of in vivo findings from Magnetic Resonance Imaging (MRI) studies. The importance and approaches for in vivo brain iron assessment using multiparametric MRI is increased over last years. Quantitative MRI may provide useful biomarkers for brain integrity assessment in iron-related neurodegeneration. Particularly, a prominent change in iron- sensitive T2* MRI contrast within the sub areas of the SN overlapping with nigrosome 1 were shown to be a hallmark of Parkinson's Disease with high diagnostic accuracy. Moreover, differential diagnosis between Parkinson's Disease (PD) and atypical parkinsonian syndromes (APS) remains challenging, mainly in the early phases of the disease. Advanced brain MR imaging enables to detect the pathological changes of nigral and extranigral structures at the onset of clinical manifestations and during the course of the disease. The Nigrosome-1 (N1) is a substructure of the healthy Substantia Nigra pars compacta enriched by dopaminergic neurons; their loss in Parkinson’s disease and atypical parkinsonian syndromes is related to the iron accumulation. N1 changes are supportive MR biomarkers for diagnosis of these neurodegenerative disorders, but its detection is hard with conventional sequences, also using high field (3T) scanner. Quantitative susceptibility mapping (QSM), an iron-sensitive technique, enables the direct detection of Neurodegeneration

Optimization of an innovative T6 heat treatment for the AlSi10Mg alloy processed by Laser-based Powder Bed Fusion: effect on microstructure, mechanical properties, and tribological behavior

Laser-based Powder Bed Fusion (L-PBF) technology is one of the most commonly used metal Additive Manufacturing (AM) techniques to produce highly customized and value-added parts. The AlSi10Mg alloy has received more attention in the L-PBF process due to its good printability, high strength/weight ratio, corrosion resistance, and relatively low cost. However, a deep understanding of the effect of heat treatments on this alloy's metastable microstructure is still required for developing tailored heat treatments for the L-PBF AlSi10Mg alloy to overcome the limits of the as-built condition. Several authors have already investigated the effects of conventional heat treatment on the microstructure and mechanical behavior of the L-PBF AlSi10Mg alloy but often overlooked the peculiarities of the starting supersatured and ultrafine microstructure induced by rapid solidification. For this reason, the effects of innovative T6 heat treatment (T6R) on the microstructure and mechanical behavior of the L-PBF AlSi10Mg alloy were assessed. The short solution soaking time (10 min) and the relatively low temperature (510 °C) reduced the typical porosity growth at high temperatures and led to a homogeneous distribution of fine globular Si particles in the Al matrix. In addition, it increased the amount of Mg and Si in the solid solution available for precipitation hardening during the aging step. The mechanical (at room temperature and 200 °C) and tribological properties of the T6R alloy were evaluated and compared with other solutions, especially with an optimized direct-aged alloy (T5 alloy). Results showed that the innovative T6R alloy exhibits the best mechanical trade-off between strength and ductility, the highest fatigue strength among the analyzed conditions, and interesting tribological behavior. Furthermore, the high-temperature mechanical performances of the heat-treated L-PBF AlSi10Mg alloy make it suitable for structural components operating in mild service conditions at 200 °C.

Interference mitigation techniques for cloud-RAN deployments in 5G and beyond systems

The deployment of ultra-dense networks is one of the most promising solutions to manage the phenomenon of co-channel interference that affects the latest wireless communication systems, especially in hotspots. To meet the requirements of the use-cases and the immense amount of traffic generated in these scenarios, 5G ultra-dense networks are being deployed using various technologies, such as distributed antenna system (DAS) and cloud-radio access network (C-RAN). Through these centralized densification schemes, virtualized baseband processing units coordinate the distributed access points and manage the available network resources. In particular, link adaptation techniques are shown to be fundamental to overall system operation and performance enhancement. The core of this dissertation is the result of an analysis and a comparison of dynamic and adaptive methods for modulation and coding scheme (MCS) selection applied to the latest mobile telecommunications standards. A novel algorithm based on the proportional-integral-derivative (PID) controller principles and block error rate (BLER) target has been proposed. Tests were conducted in a 4G and 5G system level laboratory and, by means of a channel emulator, the performance was evaluated for different channel models and target BLERs. Furthermore, due to the intrinsic sectorization of the end-users distribution in the investigated scenario, a preliminary analysis on the joint application of users grouping algorithms with multi-antenna and multi-user techniques has been performed. In conclusion, the importance and impact of other fundamental physical layer operations, such as channel estimation and power control, on the overall end-to-end system behavior and performance were highlighted.

Advanced X-ray techniques for the structural characterisation of Prussian Blue Analogue cathode materials

The thesis is dedicated to the implementation of advanced x-ray-based techniques for the investigation of the battery systems, more predominantly, the cathode materials. The implemented characterisation methods include synchrotron based x-ray absorption spectroscopy, powder x-ray diffraction, 2-dimensional x-ray fluorescence, full field transmission soft x-ray microscopy, and laboratory x-ray photoelectron spectroscopy. The research highlights the different areas of expertise for each described method, in terms of material characterisation, exploring their complementarities and intersections. The results are focused over manganese hexacyanoferrate and partially Ni substituted manganese hexacyanoferrate, through both organic and aqueous battery systems. In aqueous system, the modification of cathode composition has been observed with various techniques, indicating to the processes occurring in bulk, surface, locally or in long-range, including with the speciation by 2-dimensional scanning, and the time-resolution, by the implementation of the operando measurements. In organic media, the inhomogenisation of the cathode material during the aging process was investigated by the development of the special image treatment procedure for the maps, obtained from the transmission soft x-ray microscopy. It worth mentioning, that apart from the combination of the outcomes from the various x-ray measurements, the exploration of the new capabilities was also conducted, namely, probing the oxidation state of the element with the synchrotron-based 2-dimensional x-ray fluorescence technique, which, generally, with conventional set up, is not possible to achieve. The results and methodology from this thesis can, of course, be generalised on the characterisation of the other battery systems, and not only, as the x-ray techniques are one of the most informative and sophisticated methods for advanced structural investigation of the materials.

Comparison Of Postoperative Stability Of Three Rigid Internal Fixation Techniques After Sagittal Split Ramus Osteotomy For Mandibular Advancement.

The aim of this investigation was to compare the skeletal stability of three different rigid fixation methods after mandibular advancement. Fifty-five class II malocclusion patients treated with the use of bilateral sagittal split ramus osteotomy and mandibular advancement were selected for this retrospective study. Group 1 (n = 17) had miniplates with monocortical screws, Group 2 (n = 16) had bicortical screws and Group 3 (n = 22) had the osteotomy fixed by means of the hybrid technique. Cephalograms were taken preoperatively, 1 week within the postoperative care period, and 6 months after the orthognathic surgery. Linear and angular changes of the cephalometric landmarks of the chin region were measured at each period, and the changes at each cephalometric landmark were determined for the time gaps. Postoperative changes in the mandibular shape were analyzed to determine the stability of fixation methods. There was minimum difference in the relapse of the mandibular advancement among the three groups. Statistical analysis showed no significant difference in postoperative stability. However, a positive correlation between the amount of advancement and the amount of postoperative relapse was demonstrated by the linear multiple regression test (p < 0.05). It can be concluded that all techniques can be used to obtain stable postoperative results in mandibular advancement after 6 months.